一种聚氨酯改性用单端双羟烃基硅油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油的制备方法，它是利用单端含氢硅油与不饱各有机衍生物在Pt系催化剂作用下进行加成反应，直接得到单端双羟烃基硅油。本发明专利技术旨在对现有水性聚氨酯耐水性差，手感，耐污较差等缺点，提供一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油的及其制备方法，使聚氨酯侧链中接枝硅油，从而改善了产品的表面性能，使其具有优异的憎水、耐污性能，并提供滑爽手感。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性用单端双羟烃基硅油及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，更具体的说涉及一种聚氨酯改性用单端双羟烃基硅油。技术背景水性聚氨酯具有成本低廉、环境友好、综合性能优异等特点，常用于作为皮革、织物助剂改善其手感、疏水性能等。但水性聚氨酯以水为介质，就必须在结构中引入亲水基团，而且其分子量较传统溶剂型聚氨酯较低，导致其耐水性、手感与传统溶剂型聚氨酯相比相差较大。而有机硅以硅氧键为主链，具有优异的憎水性、耐热性，极低的表面张力，用于改性水性聚氨酯能赋予其防水、耐污、耐磨，以及其滑度。用于改性聚氨酯的羟烃基硅油一般分为三类：单端单羟烃基硅油、双端双羟烃基硅油、单端双羟烃基硅油。双端双羟烃基硅油用于改性聚氨酯，其硅氧链位于聚氨酯主链中，主要改善的是聚氨酯的弹性，而且会大大影响聚氨酯的力学性能，而且其手感很难体现出来。单端羟烃基硅油改性聚氨酯，其硅氧链位于聚氨酯末端，封端，对聚氨酯性能影响较小，憎水性和手感略有提升，但效果远远不够。而单端双羟烃基硅油用于聚氨酯改性，硅氧链接枝于聚氨酯中，硅氧链位于侧链，对其力学性能影响较小，但赋予聚氨酯优异的憎水耐污性能，其滑度也会大大提高。
技术实现思路
本专利技术公开了一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油的制备方法，其特征在于，它是利用单端含氢硅油与不饱各有机衍生物在Pt系催化剂作用下进行加成反应，直接得到单端双羟烃基硅油。本专利技术旨在对现有水性聚氨酯耐水性差，手感，耐污较差等缺点，提供一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油的及其制备方法，使聚氨酯侧链中接枝硅油，从而改善了产品的表面性能，使其具有优异的憎水、耐污性能，并提供滑爽手感。本专利技术通过下述技术方案实现的。一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，该聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油由单端含氢硅油与羟基保护的不饱和有机衍生物在Pt系催化剂及溶剂作用下进行加成反应，再通过醇解得到。所述的单端含氢硅油分子量为0-20000，优选分子量为1000-4000。所述的不饱和有机衍生物至少具有一个烯丙基和两个羟烃基。所述的不饱和有机衍生物为2-亚甲基-1,3丙二醇、3-烯丙氧基-1,2丙二醇、三羟甲基丙烷单烯丙基醚中的一种。所述的羟基保护的不饱和有机衍生物通过如下方法制得，将用三甲基氯硅烷与三乙胺摩尔比1:1-1.2混合，然后与不饱和有机衍生物中羟基当量1：1反应制得羟基保护的不饱和有机衍生物；或将六甲基二硅氮烷与不饱和有机衍生物中羟基当量1：1反应制得羟基保护的不饱和有机衍生物。所述的Pt系催化剂为氯铂酸及其衍生物。所述的Pt系催化剂为1g的氯铂酸溶于50ml的溶剂所制得，所用的溶剂为异丙醇、甲苯、二甲苯中的一种。所用的溶剂为不含羟基的溶剂。所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮中的一种。所述的醇解采用加入少量碱或不加碱的醇溶液作为催化剂，所述的醇溶液为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇中的一种。所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将不饱和有机衍生物与三甲基氯硅烷和三乙胺的混合物或者六甲基二硅氮烷反应，制得羟基保护的不饱和有机衍生物；步骤2：在三口烧瓶中加入步骤1所得的羟基保护的不饱和有机衍生物、催化剂的醇溶液，混合均匀后，在80～130℃下滴加单端含氢硅油，反应3～5小时后，升温至120～140℃后抽滤；步骤3：向步骤2所得物中加入醇溶液，在80～130℃一定温度下反应2～5h，升温至140～160℃抽滤，即可制得单端双羟烃基硅油。本专利技术的有益技术效果在于：1、本专利技术主要用于聚氨酯合成中，添加0.5-5％即可大大改善聚氨酯的表面性能，使其具有优异的疏水、耐候、耐磨、抗污，而且能提升其滑度。2、本专利技术不同于一般的羟基硅油，单端双羟烃基的结构使硅氧链接枝于聚氨酯中，而不是普通的封端或者接枝于主链，对聚氨酯力学性能影响较小，但能大幅提高其表面性能。而且羟烃基相对于硅羟基活性高，以硅碳键接枝于聚氨酯中比硅氧碳键稳定性高，不易水解。具体实施方式本专利技术是利用单端含氢硅油与羟基保护的不饱各有机衍生物在pt系催化剂及溶剂作用下进行加成反应，再通过醇解得到单端双羟烃基硅油。实施例1将0.1mol的羟基保护的2-亚甲基-1,3-丙二醇加入三口烧瓶中，加入反应物总质量0.1％的氯铂酸异丙醇溶液，80℃下滴加0.1mol分子量为1000的单端含氢硅油，然后于100℃下反应3h。反应结束后升温至120℃，在油泵下抽滤。待上述产物降温后，加入100g甲醇，于80℃下反应2h，然后升温至140℃，用油泵抽滤即可得到单端双羟烃基硅油。实施例2将0.11mol的羟基保护的烯丙基甘油醚加入三口烧瓶中，加入反应物总质量0.2％的氯铂酸异丙醇溶液，80℃下滴加0.1mol分子量为2000的单端含氢硅油，然后于115℃下反应5h。反应结束后保温120℃，在油泵下抽滤。待上述产物降温后，加入200g甲醇，0.1g的氢氧化钠，于90℃下反应5h，然后升温至160℃，用油泵抽滤即可得到单端双羟烃基硅油。实施例3将0.12mol的羟基保护的三羟甲基丙烷加入三口烧瓶中，加入反应物总质量0.5％的氯铂酸异丙醇溶液，加入反应物总质量相等的甲苯，80℃下滴加0.1mol分子量为4000的单端含氢硅油，然后于130℃下反应5h。反应结束后升温至140℃，在油泵下抽滤。待上述产物降温后，加入100g甲醇，0.1克的饱和硫酸钠水溶液，于80℃下反应4h，然后升温至160℃，用油泵抽滤即可得到单端双羟烃基硅油。试验例1、纯水性聚氨酯的制备在装有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，按照配比加入已除水的聚醚210和聚醚220，开动搅拌，加入一定比例的TDI，在70℃左右反应0.5h后，加入适量的DMPA(溶于一定量的DMF中)，继续反应0.5h，再加入适量的乙二醇反应0.5h，使NCO/OH的值为1.28，羧基含量2.34％。取样分析异氰酸酯基(NCO)的含量(见附录2)，将预聚物溶于丙酮，再加入适量三乙胺中和20min。在高速搅拌下将预聚物的丙酮溶液倒入含适量二乙三胺的水中交联乳化40min。最后在50℃左右保温2h除去丙酮，得到固含量为20％～25％的聚氨酯水分散体。2、单端双羟烃基硅油改性水性聚氨酯的制备在装有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，加入适量的已除水的聚醚210和聚醚220，开动搅拌，加入一定比例的TDI，在70℃左右反应0.5h，加入适量的DMPA，继续反应0.5h，再分别加入适量的乙二醇和实施例1、实施例2、实施例3单端双羟烃基聚硅氧烷，使NCO/OH的值为1.28，羧基含量2.34％。取样分析异氰酸酯(NCO)的含量。将预聚物溶解在丙酮中，再加入适量三乙胺中和20min。高速搅拌下将预聚物的丙酮溶液倒入含适量二乙三胺的水中交联乳化40min。最后在50℃左右保温2h除去丙酮，得到固含量为20％～25％的聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，该聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油由单端含氢硅油与羟基保护的不饱和有机衍生物在Pt系催化剂及溶剂作用下进行加成反应，再通过醇解得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，该聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油由单端含氢硅油与羟基保护的不饱和有机衍生物在Pt系催化剂及溶剂作用下进行加成反应，再通过醇解得到。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，所述的单端含氢硅油分子量为0-20000。


3.根据权利要求2所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，所述的单端含氢硅油分子量为1000-4000。


4.根据权利要求1所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，所述的不饱和有机衍生物至少具有一个烯丙基和两个羟烃基。


5.根据权利要求4所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，所述的不饱和有机衍生物为2-亚甲基-1,3丙二醇、3-烯丙氧基-1,2丙二醇、三羟甲基丙烷单烯丙基醚中的一种。


6.根据权利要求1所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基硅油，其特征在于，所述的羟基保护的不饱和有机衍生物通过如下方法制得，将用三甲基氯硅烷与三乙胺摩尔比1:1-1.2混合，然后与不饱和有机衍生物中羟基当量1：1反应制得羟基保护的不饱和有机衍生物；或
将六甲基二硅氮烷与不饱和有机衍生物中羟基当量1：1反应制得羟基保护的不饱和有机衍生物。


7.根据权利要求1所述的聚氨酯合成改性用单端双羟烃基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈楚宏，孙东明，李荣银，罗文景，刘吉灵，
申请(专利权)人：广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44