一種改性聚氨酯的製作方法
2023-05-16 07:27:46
專利名稱：：一種改性聚氨酯的製作方法
技術領域：
：本發明屬於高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種改性聚氨酯。
背景技術：
：現代工業中，聚氨酯應用廣泛，例如聚氨酯油墨，它對多孔性材料和表面光潔的材料都有很好的粘接能力。矽橡膠是現在使用極為普遍的彈性體，廣泛用於製作手機、計算器，遙控器等的按鍵。但由於矽橡膠的表面能很低，顯字油墨在其表面的粘接性、耐磨性差，手觸按鍵(10次左右)所產生的摩擦即可使顯字不清晰，因而對按鍵上的顯字油墨進行改進或保護顯得尤其重要。申請號為200510019780.5的中國發明專利介紹了一種二羥基二烴基矽氧烷改性的水性聚氨酯的製備方法，該方法是直接採用端羥基聚二烴基矽氧烷代替部分聚酯或聚醚二元醇，與異佛爾酮二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯或4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、以及甘油或三羥甲基丙烷或1，4_丁二醇在溶劑氮甲基吡咯烷酮、丙酮或丁酮或乙酸乙酯的存在下，以二月桂酸二丁基錫作催化劑，反應得到的端羥基聚二烴基矽氧烷改性的水性聚氨酯預聚體；經鹼中和，加水剪切乳化，再加乙二胺擴鏈，得到固含量為30-40襯％的聚氨酯乳液。目前聚氨酯產品仍然存在如下問題聚氨酯與矽橡膠的表面張力差異巨大，導致聚氨酯製作的油墨用於矽橡膠表面附著力、流平性等性能差；聚氨酯與矽橡膠的極性差異大，導致兩者的相容性差，容易分相，得不到穩定的改性產物。
發明內容本發明的目的之一是提供一種可提高與矽橡膠的相容性，進而提高與矽橡膠的附著力，同時又具有耐磨性的改性聚氨酯。本發明的目的是這樣實現的—種改性聚氨酯，按重量百分比計，原料組成如下二異氰酸酯15-20%α，ω-二羥烴基聚矽氧烷15-25%多元醇25-50%溶劑10-30%催化劑0.01-2%其中，所述二異氰酸酯為脂肪族、脂環族或芳香族二異氰酸酯；其中，所述α，ω-二羥烴基聚矽氧烷的結構式為formulaseeoriginaldocumentpage4上述結構式中，R2為碳原子數為1-10個的飽和烴基，R3為甲基、乙烯基或苯基，η為1-100之間的整數；其中，所述催化劑為異辛酸錫或二月桂酸二丁基錫；其中，所述多元醇為聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；把上述重量百分比的二異氰酸酯滴加到上述重量百分比的催化劑、多元醇、α，ω-二羥烴基聚矽氧烷及溶劑的混和物中，在氮氣保護下，於50-90攝氏度攪拌反應3-8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。所述二異氰酸酯採用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、甲基環己基二異氰酸酯(HTDI)、1，4-環己烷二異氰酸酯(CHDI)、二(異氰酸酯甲基)環己烷(HXDI)、三甲基_1，6六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、降冰片烷二異氰酸酯(NBDI)、2_甲基戊烷(MPDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、奈二異氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、十亞甲基二異氰酸酯或1，12-十二碳二異氰酸酯中的一種或幾種。所述聚醚多元醇採用聚醚210、聚醚230、聚醚220、聚醚204、聚醚303、聚醚330、聚四氫呋喃醚二醇中的一種或幾種。所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為500-3000。所述聚酯多元醇採用聚碳酸酯二醇、聚己內酯二醇、聚己二酸二醇、二聚體聚酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇、聚氧化丙烯三醇中的一種或幾種。所述聚酯多元醇的分子量為500-3000。所述溶劑採用甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、環己酮中的一種或幾種。本發明的目的之二是提供一種改性聚氨酯的製備方法，它採用溶液聚合一步合成方法把上述重量百分比的二異氰酸酯滴加到上述重量百分比的催化劑、多元醇、α，ω-二羥烴基聚矽氧烷及溶劑的混和物中，在氮氣保護下，於50-90攝氏度下攪拌反應3-8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。本發明的有益效果為本發明以重量百分比計，把15-20%二異氰酸酯滴加到0.01-2%的催化劑、25-50%多元醇、15-25%的α，ω-二羥烴基聚矽氧烷及10-30%的溶劑的混和物中，在氮氣保護下，在50-90攝氏度下攪拌反應3-8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。通過分子結構設計，在本發明中引入有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段，有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的引入增加了本發明與有機矽的相容性，從而增加本發明對矽橡膠的附著力，克服了以往的預聚體不能在加成型矽橡膠表面附著的缺點，進而可確保以本發明製作的保護油墨在矽橡膠表面的高附著力(百格法測試)和流平性；可得到穩定的改性產物，具有耐磨性。具體實施例方式下面是本發明以實施例作進一步說明，並不是把本發明的實施範圍限制於此。實施例1在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由O.Olg異辛酸錫、15g聚醚210、10g聚己二酸二醇、15ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-CH2-；R3為-CH3;11為1)及5g甲苯組成的混合物，把15g異佛爾酮二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於50攝氏度下攪拌反應3小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。實施例2在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由Ig異辛酸錫、15g聚醚210、15g聚己二酸二醇、18ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-CH2-CH2-；R3為-CH=CH2；η為20)及15g甲苯組成的混合物，把18g二環己基甲烷二異氰酸酯加到上述混合物中，在氮氣保護下，於65攝氏度攪拌反應5小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。實施例3在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由Ig二月桂酸二丁基錫、15g聚醚220、20g聚己內酯二醇、20ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-(CH2)4-；R3為-CH=CH2,η為50)及30g甲苯組成的混合物，把20g六氫甲苯二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於75攝氏度攪拌反應6小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。實施例4在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由2g異辛酸錫、25g聚四氫呋喃醚二醇、25g聚己二酸二醇、25ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-(CH2)ltl-成為-Ph，η為100)及20g環己酮組成的混合物，把20g六亞甲基二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於90攝氏度攪拌反應8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。比較例1在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由Ig異辛酸錫、15g聚醚210、15g聚己二酸二醇及IOg甲苯組成的混合物，把15g異佛爾酮二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於50攝氏度攪拌反應5小時，製得透明的聚氨酯預聚體溶液。比較例2在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由Ig二月桂酸二丁基錫、15g聚醚220、20g聚己內酯二醇、20ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-CH2-CH2-；R3為-CH=CH2,η為20)及IOg甲苯組成的混合物，把18g二環己基甲烷二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於130攝氏度攪拌反應3小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液。比較例3在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由Ig異辛酸錫、15g聚四氫呋喃醚二醇、15g聚己二酸二醇、20ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-CH2-CH2-；R3為_Ph，η為50)及IOg甲苯組成的混合物，把20g六氫甲苯二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於70攝氏度攪拌反應2小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液。比較例4在250ml裝有溫度計、回流冷凝管、攪拌、滴液漏鬥的四口瓶中，加入由15g聚四氫呋喃醚二醇、15g聚己二酸二醇、20ga，ω-二羥烴基聚矽氧烷(R2為-CH2-；R3為_Ph，η為100)組成的混合物，把20g六亞甲基二異氰酸酯滴加到上述混合物中，在氮氣保護下，於65攝氏度攪拌反應3小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液。上述實施例1-4與比較例1-4合成的羥基聚氨酯酯預聚體的外觀、粘度數據如下tableseeoriginaldocumentpage7將上述實施例1-4與比較例1-4合成的羥基聚氨酯酯預聚體溶液在相同條件下製成油墨，用於矽膠按鍵表面，測試漆膜的主要性能——附著力(百格法測試)和耐磨(RCA測試)，具體結果如下tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。權利要求一種改性聚氨酯，其特徵在於按重量百分比計，原料組成如下二異氰酸酯15-20％α，ω-二羥烴基聚矽氧烷15-25％多元醇25-50％溶劑10-30％催化劑0.01-2％其中，所述二異氰酸酯為脂肪族、脂環族或芳香族二異氰酸酯；其中，所述α，ω-二羥烴基聚矽氧烷的結構式為上述結構式中，R2為碳原子數為1-10個的飽和烴基，R3為甲基、乙烯基或苯基，n為1-100之間的整數；其中，所述催化劑為異辛酸錫或二月桂酸二丁基錫；其中，所述多元醇為聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；把上述重量百分比的二異氰酸酯滴加到上述重量百分比的催化劑、多元醇、α，ω-二羥烴基聚矽氧烷及溶劑的混和物中，在氮氣保護下，於50-90攝氏度攪拌反應3-8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。FSA00000047634800011.tif2.根據權利要求1所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述二異氰酸酯採用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、甲基環己基二異氰酸酯(HTDI)、1，4_環己烷二異氰酸酯(CHDI)、二(異氰酸酯甲基)環己烷(HXDI)、三甲基_1，6六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)、降冰片烷二異氰酸酯(NBDI)、2_甲基戊烷(MPDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、奈二異氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、十亞甲基二異氰酸酯或1，12-十二碳二異氰酸酯中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述聚醚多元醇採用聚醚210、聚醚230、聚醚220、聚醚204、聚醚303、聚醚330、聚四氫呋喃醚二醇中的一種或幾種。4.根據權利要求3所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為500-3000。5.根據權利要求1所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述聚酯多元醇採用聚碳酸酯二醇、聚己內酯二醇、聚己二酸二醇、二聚體聚酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇、聚氧化丙烯三醇中的一種或幾種。6.根據權利要求5所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述聚酯多元醇的分子量為500-3000。7.根據權利要求1所述的一種改性聚氨酯，其特徵在於所述溶劑採用甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、環己酮中的一種或幾種。8.權利要求1所述的一種改性聚氨酯的製備方法，其特徵在於它採用溶液聚合一步合成方法把上述重量百分比的二異氰酸酯滴加到上述重量百分比的催化劑、多元醇、α，ω-二羥烴基聚矽氧烷、及溶劑的混和物中，在氮氣保護下，於50-90攝氏度攪拌反應3-8小時，製得透明的含有有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段的端羥基聚氨酯預聚體溶液，即為一種改性聚氨酯。全文摘要本發明屬於高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種改性聚氨酯。本發明以重量百分比計，把15-20％二異氰酸酯滴加到0.01-2％的催化劑、25-50％多元醇、15-25％的α，ω-二羥烴基聚矽氧烷及10-30％的溶劑的混和物中，在氮氣保護下，於50-90攝氏度攪拌反應3-8小時製得。通過分子結構設計，在本發明中引入有機官能團改性的聚矽氧烷鏈段，增加了本發明與有機矽的相容性，從而增加本發明對矽橡膠的附著力，克服了以往的預聚體不能在加成型矽橡膠表面附著的缺點，進而可確保以本發明製作的保護油墨在矽橡膠表面的高附著力和流平性；本發明為穩定的改性產物，具有耐磨性。文檔編號C08G18/61GK101798375SQ20101011347公開日2010年8月11日申請日期2010年2月9日優先權日2010年2月9日發明者唐世英,曾建偉申請人:東莞市貝特利新材料有限公司