一种耐老化改性水性聚氨酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于水性聚氨酯材料领域，具体公开一种耐老化改性水性聚氨酯及其制备方法和应用。本发明专利技术耐老化改性水性聚氨酯的制备原料包括如下重量份的组分：二氧化碳共聚物多元醇30

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化改性水性聚氨酯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水性聚氨酯材料领域，特别是涉及一种耐老化改性水性聚氨酯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]常见的运动地坪材料一般是由聚氨酯材料制备而成，部分该聚氨酯材料是一种有机硅改性水性聚氨酯，其通常采用硅烷偶联剂接枝改性或纳米二氧化硅改性的方法制备得到。这种方法因为过多的硅烷偶联剂的水解会造成水性聚氨酯储存不稳定，所以制得的有机硅改性水性聚氨酯的有机硅接入量比较小，通常不到2％，难以体现有机硅的效果。且常见的有机硅改性水性聚氨酯仍然存在不耐老化，特别是老化以后不耐磨等问题。又因运动地坪面漆常见的问题是运动造成的磨损，特别是长期户外老化之后，面漆强度下降，耐磨性也下降。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术涉及运动地坪面漆不耐老化、不耐磨等问题，本专利技术将提供一种耐老化改性水性聚氨酯及其制备方法和应用。
[0004]为实现上述目的，具体包括以下技术方案：
[0005]一种耐老化改性水性聚氨酯，其制备原料包括如下重量份的组分：二氧化碳共聚物多元醇30
‑
70份，聚丁二烯多元醇30
‑
70份，脂肪族二异氰酸酯30
‑
70份，交联剂1
‑
10份，亲水扩链剂4
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20份，含羟基有机硅油20
‑
70份，中和剂1
‑
15份，水100
‑
400份，丙烯酸酯单体10
‑
40份，引发剂0.01
‑
0.5份；所述含羟基有机硅油的制备原料包括如下组分：季戊四醇三丙烯酸酯8
‑
12份，聚二甲基甲基氢硅氧烷20
‑
60份。
[0006]本专利技术采用季戊四醇三丙烯酸酯与聚二甲基甲基氢硅氧烷制备出具有特定的多支化结构的含羟基有机硅油，再与制备好的支化型的端异氰酸酯聚氨酯预聚体接枝，形成具有特定的多支化结构的有机硅改性水性聚氨酯，再引入丙烯酸酯形成特殊的相分离结构，使得在成膜过程中，聚氨酯等极性结构附着在下层，丙烯酸酯以及有机硅结构在上层，不仅可以保持聚氨酯的强度高、韧性好、耐磨的特性，还能够有效提高水性聚氨酯的耐候性，还保证了有机硅改性水性聚氨酯的断裂伸长率、冲击吸收、垂直变形性能。
[0007]作为本专利技术优选的实施方式，所述耐老化改性水性聚氨酯制备原料包括如下重量份的组分：二氧化碳共聚物多元醇40
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60份，聚丁二烯多元醇40
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60份，脂肪族二异氰酸酯45
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65份，交联剂1
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5份，亲水扩链剂4
‑
15份，含羟基有机硅油45
‑
55份，中和剂3
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11份，水150
‑
300份，丙烯酸酯单体20
‑
30份，引发剂0.2
‑
0.3份；所述含羟基有机硅油的制备原料包括如下组分：季戊四醇三丙烯酸酯10份，聚二甲基甲基氢硅氧烷30
‑
50份。
[0008]作为本专利技术优选的实施方式，所述二氧化碳共聚物多元醇为小分子聚醚、环氧丙烷和二氧化碳共聚而成，二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000g/mol～4000g/mol，其中的聚碳酸酯基团的摩尔分率为0.1
‑
1。
[0009]作为本专利技术进一步优选的实施方式，所述氧化碳共聚物多元醇为氧化碳共聚物二元醇。
[0010]作为本专利技术优选的实施方式，所述聚丁二烯多元醇的数均分子量为1000g/mol～4000g/mol。
[0011]作为本专利技术进一步优选的实施方式，所述聚丁二烯多元醇为聚丁二烯二元醇。
[0012]作为本专利技术优选的实施方式，所述脂肪族二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)中的至少一种。
[0013]作为本专利技术优选的实施方式，所述交联剂为三羟甲基丙烷、葡萄糖、甘油中的至少一种。
[0014]作为本专利技术优选的实施方式，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、氨基磺酸钠水溶液中的至少一种。
[0015]作为本专利技术优选的实施方式，所述氨基磺酸钠水溶液为质量百分含量为50％的氨基磺酸钠水溶液。
[0016]作为本专利技术优选的实施方式，所述中和剂为三乙胺。
[0017]作为本专利技术优选的实施方式，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
‑
甲基丙烯酸甲酯、2
‑
甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
[0018]作为本专利技术优选的实施方式，所述引发剂为过硫酸铵。
[0019]一种耐老化改性水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
[0020](1)将季戊四醇三丙烯酸酯和聚二甲基甲基氢硅氧烷混合，在催化剂的条件下加热反应，分离反应产物，得到所述含羟基有机硅油；
[0021](2)将二氧化碳共聚物多元醇和聚丁二烯多元醇混合，加热进行脱水反应，得到无水多元醇混合物；
[0022](3)在所述无水多元醇混合物中加入脂肪族二异氰酸酯，进行反应；
[0023](4)加入交联剂、亲水扩链剂，进行反应；
[0024](5)加入含羟基有机硅油进行反应，加入溶剂、中和剂和水进行分散，再脱除溶剂，得到有机硅改性水性聚氨酯；
[0025](6)向所述有机硅改性水性聚氨酯中加入丙烯酸酯单体和引发剂进行共聚反应，得到所述耐老化改性水性聚氨酯。
[0026]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述聚二甲基甲基氢硅氧烷的含氢量为0.4％
‑
3％。
[0027]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述催化剂为氯铂酸。
[0028]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述氯铂酸质量份为0.01～1份。
[0029]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述反应的温度为70
‑
100℃，反应的时间为6
‑
10h。
[0030]作为本专利技术进一步优选的实施方式，步骤(1)中，所述反应的温度为90℃，反应的时间为8h。
[0031]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述分离反应产物的方法为减压蒸馏，减压蒸馏的具体步骤为：将反应体系升温至100
‑
160℃，在负压条件下减压蒸馏20～120min。
[0032]作为本专利技术进一步优选的实施方式，步骤(1)中，所述分离反应产物的方法为减压蒸馏，减压蒸馏的具体步骤为：将反应体系升温至120℃，在负压为0.095MPa条件下减压蒸馏30min。
[0033]作为本专利技术优选的实施方式，步骤(2)中，所述脱水反应的具体步骤包括：在负压以及温度为70
‑
120℃的条件下，进行脱水反应0.5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐老化改性水性聚氨酯，其特征在于，其制备原料包括如下重量份的组分：二氧化碳共聚物多元醇30
‑
70份，聚丁二烯多元醇30
‑
70份，脂肪族二异氰酸酯30
‑
70份，交联剂1
‑
10份，亲水扩链剂4
‑
20份，含羟基有机硅油20
‑
70份，中和剂1
‑
15份，水100
‑
400份，丙烯酸酯单体10
‑
40份，引发剂0.01
‑
0.5份；所述含羟基有机硅油的制备原料包括如下组分：季戊四醇三丙烯酸酯8
‑
12份，聚二甲基甲基氢硅氧烷20
‑
60份。2.如权利要求1所述的耐老化改性水性聚氨酯，其特征在于，所述耐老化改性水性聚氨酯制备原料包括如下重量份的组分：二氧化碳共聚物多元醇40
‑
60份，聚丁二烯多元醇40
‑
60份，脂肪族二异氰酸酯45
‑
65份，交联剂1
‑
5份，亲水扩链剂4
‑
15份，含羟基有机硅油45
‑
55份，中和剂3
‑
11份，水150
‑
300份，丙烯酸酯单体20
‑
30份，引发剂0.2
‑
0.3份；所述含羟基有机硅油的制备原料包括如下组分：季戊四醇三丙烯酸酯10份，聚二甲基甲基氢硅氧烷30
‑
50份。3.如权利要求1所述的耐老化改性水性聚氨酯，其特征在于，包括如下(a)
‑
(e)中的至少一项：(a)、所述二氧化碳共聚物多元醇为小分子聚醚、环氧丙烷和二氧化碳共聚而成，二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000g/mol～4000g/mol；(b)、所述聚丁二烯多元醇的数均分子量为1000g/mol～4000g/mol；(c)、所述脂肪族二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种；(d)、所述交联剂为三羟甲基丙烷、葡萄糖、甘油中的至少一种；(e)、所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、氨基磺酸钠水溶液中的至少一种。4.如权利要求1所述的耐老化改性水性聚氨酯，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
‑
甲基丙烯酸甲酯、2
‑
甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。5.如权利要求1所述的耐老化改性水性聚氨酯，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵；所述中和剂为三乙胺。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的耐老化改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鹄岚，
申请(专利权)人：广州康狄夫环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：