【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料制备领域，特别是涉及一种有机硅改性水性聚氨酯、制备方法及应用。
技术介绍
1、传统聚氨酯材料在受潮或浸泡水中时容易发生水解反应，导致其力学性能和化学稳定性下降。这限制了传统聚氨酯材料在水环境中的应用，并迫切需要一种具有良好耐水性能的聚氨酯材料。目前，针对聚氨酯材料的耐水解性能进行研究和改进已成为科学界和工程界的关注焦点。将有机硅烷偶联剂引入水性聚氨酯中，可以形成稳定的-si-o-si-或倍半硅氧烷交联结构，是水性聚氨酯交联改性得到广泛研究的方法。
2、目前将硅氧烷基团引入水性聚氨酯体系的方法主要有两种：(1)带有氨基或羟基的硅烷偶联剂与二羟基丙烯酸丙酯发生迈克尔加成，得到含有si-o的多元醇。将该多元醇作为封端剂或扩链剂与异氰酸酯基团发生反应从而组成水性聚氨酯硬段；(2)利用硅烷偶联剂的有机官能团对构成水性聚氨酯软段的大分子多元醇进行改性。封端法引入的硅氧烷含量有限，而且硅氧烷基团的分布均在大分子链的两端，过于集中。
技术实现思路
1、本专利技术的第一方面的一个目的是要提供一种有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，解决现有技术中的水性聚氨酯的硅氧烷基团主要分布在分子链的两端导致其有机硅含量不足，进而使得其耐水解性能不足的问题。
2、本专利技术的第二方面的一个目的是要提供一种由上述有机硅改性水性聚氨酯的制备方法制备得到的有机硅改性水性聚氨酯。
3、本专利技术的第三方面的一个目的是要提供一种有机硅改性聚氨酯的应用。
4、
5、将1-20重量份的含有异氰酸酯的单体和6-50重量份的含醇羟基的单体溶于10-50重量份的丙酮中形成第一溶液，其中，含有异氰酸酯的单体和含醇羟基的单体的物质的量比为2.1:1；
6、向所述第一溶液中加入催化剂后，在惰性气体氛围下加热至50-80℃反应1-5h得到第二溶液，其中，所述催化剂的质量为所述含有异氰酸酯的单体和含醇羟基的单体质量和的0.5-2％；
7、向所述第二溶液中加入1-5重量份的扩链剂和5-30重量份的改性有机硅，继续反应3-8h后得到所述有机硅改性水性聚氨酯；
8、将体系温度降到40℃以下，然后将1-15重量份的小分子胺和40-100重量份的去离子水加入体系中得到有机硅改性水性聚氨酯乳液。
9、可选地，所述改性有机硅的制备步骤包括：
10、将5-30重量份的有机硅类单体、5-40重量份的2,3-二羟基丙烯酸丙酯和10-50重量份的丙酮混合均匀后，在40-80℃反应3-8小时得到所述改性有机硅。
11、可选地，所述有机硅类单体选自氨基硅油、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和n-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
12、可选地，所述氨基硅油的分子量为500-2000。
13、可选地，所述含有异氰酸酯的单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。
14、可选地，所述含有醇羟基的单体选自聚二元醇和二元醇酸；
15、其中，所述聚二元醇选自聚丙二醇、聚四氢呋喃、聚乙二醇和聚己内酯二醇中的一种或几种；所述聚二元醇的分子量为500-4000；
16、所述二元醇酸选自2,2-二羟甲基丙酸和2,2-二羟甲基丁酸中的一种或几种。
17、可选地，所述扩链剂选自乙二醇、一缩二乙二醇、戊二醇、丙二醇和乙二胺中的一种或几种。
18、可选地，所述小分子胺选自三乙胺、氨水和n,n二甲基乙醇胺中的一种或几种。
19、特别地，本专利技术还提供一种采用上面所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法制备得到的有机硅改性水性聚氨酯。
20、特别地，本专利技术还提供一种上面所述的有机硅改性水性聚氨酯在织物、纤维、皮革、涂料、胶粘剂、纸张领域的应用。
21、本方案的有机硅改性水性聚氨酯的制备步骤中，在聚氨酯体系中加入改性有机硅，从而得到有机硅改性水性聚氨酯，并且该有机硅改性水性聚氨酯因引入的是改性有机硅，使得将改性有机硅引入到水性聚氨酯的侧链中而不是封端，这样的改性方法可以大大增加有机硅在聚氨酯中的含量。并且通过硅氧键将有机-无机组分结合在一起，水性聚氨酯分子链中引入了疏水侧链，改善了水性聚氨酯的亲油性，同时引入的si-o-si基团中的氧原子可与水形成氢键，两者的共同作用，可得到耐水解性能很好的水性聚氨酯分散体。此外，该有机硅改性水性聚氨酯的制备方法简单、成本低廉，适用于工业化生产。
22、本方案的制备方法为了提升水性聚氨酯的耐水解性，采用了交联改性的方法之一。交联之后pu分子由线性或低支化的结构转变为体型结构。随着交联密度的提高，pu膜的耐水解性提高。
23、该有机硅改性水性聚氨酯材料结合了聚氨酯和有机硅的特性，在很多领域都有应用潜力，如纺织品、皮革、海洋工程材料、船舶涂料、水处理设备等领域中。
24、根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
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1.一种有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
9.一种采用权利要求1-8所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法制备得到的有机硅改性水性聚氨酯。
10.一种权利要求9所述的有机硅改性水性聚氨酯在织物、纤维、皮革、涂料、胶粘剂、纸张领域的应用。
【技术特征摘要】
1.一种有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的有机硅改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1-4中任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙阳艺，钱能，戚栋明，王振，谢高峰，林国武，
申请(专利权)人：浙江梅盛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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