本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)硅改性多臂型水性聚氨酯的制備方法。
背景技術(shù)：
光固化水性聚氨酯以其所獨(dú)有的節(jié)能、環(huán)保、固化速度快、等優(yōu)異的性能受到國(guó)內(nèi)外很多研究者的關(guān)注。但水性聚氨酯的有些性能還不能滿足實(shí)際需要，如硬度、耐水性、熱穩(wěn)定性、表面性能和拉伸強(qiáng)度等，因而，限制了涂膜的應(yīng)用范圍.所以，對(duì)水性聚氨酯的改性就成為必然趨勢(shì)。
端羥基聚醚改性硅油(THPDMS)具有良好的疏水性、耐水性、耐熱性、絕緣性、柔韌性和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等優(yōu)點(diǎn)使其具有廣泛的應(yīng)用前景。將PDMS 鏈段引入到聚氨酯鏈段中形成的有機(jī)硅改性水性聚氨酯能夠同時(shí)具有聚氨酯和有機(jī)硅的性質(zhì)。為了獲得其優(yōu)異的理化性能，以端羥基有機(jī)硅 (PDMS)為軟段改性水性聚氨酯，研究發(fā)現(xiàn)PDMS 可以提高膠膜熱穩(wěn)定性、耐水性和表面疏水性。本文用THPDMS 改性HDI 三聚體(HDT)為核心的水性聚氨酯，能夠增加光固化水性聚氨酯的活性基團(tuán)，提高光固化活性并且能夠很大程度上提升水性聚氨酯的力學(xué)強(qiáng)度、耐水性能、硬度和耐熱性能，提高水性聚氨酯的應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提出一種有機(jī)硅改性多臂型水性聚氨酯的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于：
有機(jī)硅改性多臂型水性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：
（1）稱量一定量的IPDI 和DBTDL 加入裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和氮?dú)鈱?dǎo)管的干燥四口燒瓶中，室溫?cái)嚢杈鶆?，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，逐步升溫至45℃，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加0.5倍IPDI摩爾數(shù)的PCDL 和的THPDMS 反應(yīng)2h，每0.5h取樣滴定體系中游離的-NCO含量，當(dāng)體系中游離的-NCO含量達(dá)到理論值后，停止反應(yīng)；產(chǎn)物標(biāo)記為IPDI-PCDL-THPDMS；
（2）將DBTDL和DMPA 加入裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和氮?dú)鈱?dǎo)管的干燥四口燒瓶中，室溫?cái)嚢杈鶆颍ㄈ氲獨(dú)獗Ｗo(hù)，逐步升溫至50℃，然后用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加1/3摩爾倍數(shù)DMPA的HDT，反應(yīng)2h，每0.5 h 取樣滴定體系中游離的-NCO 含量，當(dāng)達(dá)到理論值后，產(chǎn)物記為HDT-DMPA；
將(１)溫度升至75℃，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加HDT-DMPA，加入適量的丙酮調(diào)節(jié)反應(yīng)粘度，反應(yīng)3h，每0.5h 取樣滴定體系中游離的-NCO 含量，當(dāng)達(dá)到理論值后，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加一定量的HEA，即得樹(shù)枝狀聚氨酯，將所制得的樹(shù)脂降溫至40℃，在高速攪拌下加入DMPA 相同摩爾數(shù)的TEA中和反應(yīng)1h，加水乳化1 h，靜置消泡后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮制得有機(jī)硅改性的多臂型水性聚氨酯。
所述的IPDI 為異氟爾酮二異氰酸酯，DBTDL為二月桂酸二丁基錫，PCDL 為聚碳酸酯二元醇，THPDMS 為端羥基聚醚改性硅油。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明THPDMS 的加入能夠在一定程度上提高聚氨酯的熱穩(wěn)定性，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，易于操作。
具體實(shí)施方式
有機(jī)硅改性多臂型水性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：
（1）稱量一定量的IPDI 和DBTDL 加入裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和氮?dú)鈱?dǎo)管的干燥四口燒瓶中，室溫?cái)嚢杈鶆?，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，逐步升溫至45℃，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加0.5倍IPDI摩爾數(shù)的PCDL 和的THPDMS 反應(yīng)2h，每0.5h取樣滴定體系中游離的-NCO含量，當(dāng)體系中游離的-NCO含量達(dá)到理論值后，停止反應(yīng)；產(chǎn)物標(biāo)記為IPDI-PCDL-THPDMS；
（2）將DBTDL和DMPA 加入裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和氮?dú)鈱?dǎo)管的干燥四口燒瓶中，室溫?cái)嚢杈鶆?，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，逐步升溫至50℃，然后用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加1/3摩爾倍數(shù)DMPA的HDT，反應(yīng)2h，每0.5 h 取樣滴定體系中游離的-NCO 含量，當(dāng)達(dá)到理論值后，產(chǎn)物記為HDT-DMPA；
將(１)溫度升至75℃，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加HDT-DMPA，加入適量的丙酮調(diào)節(jié)反應(yīng)粘度，反應(yīng)3h，每0.5h 取樣滴定體系中游離的-NCO 含量，當(dāng)達(dá)到理論值后，用恒壓滴液漏斗控制滴速在2~3s/滴逐滴滴加一定量的HEA，即得樹(shù)枝狀聚氨酯，將所制得的樹(shù)脂降溫至40℃，在高速攪拌下加入DMPA 相同摩爾數(shù)的TEA中和反應(yīng)1h，加水乳化1 h，靜置消泡后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮制得有機(jī)硅改性的多臂型水性聚氨酯。
所述的IPDI 為異氟爾酮二異氰酸酯，DBTDL為二月桂酸二丁基錫，PCDL 為聚碳酸酯二元醇，THPDMS 為端羥基聚醚改性硅油。