专利名称：亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种亲水性氰酸酯三聚体及其制备方法，具体的是指一种亲水性硅氧 烷改性异氰酸酯三聚体及其制备方法。
背景技术：
一般地，亲水性异氰酸酯三聚体是通过向异氰酸酯三聚体中引入亲水性结构单元 而实现其水分散性，最常用的体系为水性双组份聚氨酯涂料，最为代表的是商业化的Bayer 公司Bayhydur、Perstorp公司easaqua等系列亲水性异氰酸酯三聚体。根据亲水结构单元的类型不同，其亲水性异氰酸酯三聚体目前主要有三代亲水性 异氰酸酯三聚体。第一代为聚醚亲水改性异氰酸酯三聚体，具体指通过亲水性的聚乙二醇 单醚与异氰酸酯三聚体反应引入氨基甲酸酯键，如Bayhydur 3100用聚乙二醇单丁醚亲水 改性HDI三聚体而实现水性化，然而这种亲水改性的异氰酸酯三聚体的具有较低的官能度 和交联密度低，致使耐化学品性和耐水性能较差。第二代为含脲基甲酸酯的亲水性聚醚改 性异氰酸酯三聚体，具体采用亲水性的聚醚醇与异氰酸酯三聚体反应生成氨基甲酸酯，然 后在催化剂的作用下使氨基甲酸酯上活性氢与另一分子的三聚体反应生成脲基甲酸酯，因 此，此方法弥补了异氰酸酯三聚体较低官能度和交联密度低的缺陷，提高了其耐化学品性 和耐水性能，如Bayhydur 304为高官能度的脲基甲酸酯聚乙二醇单丁醚改性HDI异氰酸酯 三聚体。然而，前两代聚醚改性异氰酸酯三聚体其共同缺点作为双组份水性聚氨酯交联剂 时，由于其较高聚醚含量和相对较低交联度导致耐水性差。因此，第三代为磺酸盐亲水改性 异氰酸酯三聚体，少量的磺酸盐即可赋予三聚体良好的亲水性，具有良好的固化、耐化学品 性能，Bayhydur 2487/UBayhydur 2570为磺酸盐改性的异氰酸酯三聚体，但其致命弱点为 降低了交联度。综上，本发明涉及的亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体不仅具有良好的 亲水性而且具有极佳的交联和耐水性等特征，新一代亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体 具有极具的市场应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体及其制备方法。通 过在异氰酸酯三聚体中引入亲水性的聚醚链段使其获得了亲水性，同时引入的硅氧烷提高 了其交联度和疏水性。本发明是通过如下技术方案实现的一种亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体， 它的通式为
权利要求
1.-种亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体，它的通式为
2.根据权利要求1所述的亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体，其特征在于所述通 式中(CnH2nO)mR表重复单元为CnH2nO的聚醚链段，其中重复单元的总个数为m，重复单元的 总C个数为η。
3. 一种制备权利要求1或2所述的亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其步 骤包括在干燥的惰性溶剂中，将端羟基聚醚改性硅氧烷加入异氰酸酯三聚体中，加热使两 者发生反应，检测反应体系的NCO含量至反应完毕后，蒸馏除去溶剂即得到所述亲水性官 能基硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体；所述端羟基聚醚改性硅氧烷通式为式Α，所述异氰酸 酯三聚体通式为式B
4.根据权利要求3所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特征在 于所述反应的温度为40 100°C。
5.根据权利要求3或4所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特 征在于异氰酸酯三聚体和端羟基聚醚改性硅氧烷的摩尔比为1 1。
6.根据权利要求3或4所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特 征在于所述惰性溶剂为石油馏出物、酯类溶剂、醚类溶剂或者酮类溶剂。
7.根据权利要求6所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特征在 于所述石油馏出物为石脑油、苯、甲苯或二甲苯；所述酯类溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙 酸异丁酯、乙酸异戊酯或丙二醇甲醚乙酸酯；所述醚类溶剂为乙醚或四氢呋喃；所述酮类 溶剂为丙酮、丁酮、环己酮或甲基异丁酮。
8.根据权利要求3所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特征在 于所述反应中还包括有机金属催化剂，所述有机金属催化剂为二肉桂酸二丁基锡、马来酸 二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌、环烷酸铅或环烷酸钴。
9.根据权利要求8所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特征在 于所述催化剂的用量占反应体系总质量的0.01% 1%。
10.根据权利要求3或4所述的制备亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的方法，其特 征在于所述反应的温度为60 80°C。
全文摘要
本发明提供一种亲水性硅氧烷改性异氰酸酯三聚体及其制备方法，亲水性硅氧烷改性异氰酸酯类三聚体的通式为其中，R代表-(CH2)6-、或R1代表C3～C6的烷基；R2代表C1～C6的烷基、苯基；R3代表C1～C6的烷基、三烷基硅基、甲氧基烷基；a为0-3的整数；n为2-6的整数；m为1-50的整数。用本发明的异氰酸酯三聚体合成的树脂不仅具有很好的亲水性，而且具有更好的耐水性和更高的交联密度，且侧链的聚醚链段可赋予涂膜一定的柔韧性。
文档编号C07F7/10GK102134255SQ201110008448
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者吴小峰, 张群朝, 王德才, 陈国民 申请人:湖北德邦化工新材料有限公司