一种亲水硅氧烷改性的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体、制备方法及应用与流程

技术特征：
1.一种聚氨酯-聚脲水分散体，其特征在于，所述聚氨酯或聚氨酯-脲是由包含以下组分的组合物反应得到的反应产物：a)至少一种硅氧烷i)组分，所述硅氧烷
ⅰ
)具有如下通式:其中基团r含有至少一个异氰酸根反应性基团和至少一个亲水基团，同时r1、r2和r3中至少有一个基团为甲氧基或乙氧基；b)至少一种官能度为2～4的多元醇组分；c)至少一种多异氰酸酯组分；d)至少一种亲水化合物组分，所述亲水化合物的亲水基团包含离子基团、潜离子基团的一种或两种，所述亲水化合物含有2～3个异氰酸根反应性基团；所述离子基团优选为羧酸根和/或磺酸根；所述潜离子基团优选为羧基和/或磺酸基；所述异氰酸根反应性基团优选为羟基和/或氨基；e)任选的，一种异氰酸根反应性的非离子亲水化合物的组分；f)任选的，含有1～3个nco反应性官能团的化合物，优选分子中含有1～3个氨基和/或羟基的化合物；g)任选的，其它异氰酸根反应性化合物。2.根据权利要求1所述水分散体，其特征在于，以所述组合物的固体总重量计，所述组分a)的用量为0.05～4wt％，优选0.2～2.5wt％；组分b)的用量为60～92wt％，优选75～90wt％；组分c)的用量为6～30wt％，优选8～20wt％；组分d)的用量为0.2～5.5wt％，优选1～3wt％；组分e)的用量为0～6wt％，优选0.5～3wt％；组分f)的用量为0～7wt％，优选0.5～3wt％；组分g)的用量为0～2wt％。3.根据权利要求1或2所述水分散体，其特征在于，所述硅氧烷
ⅰ
)的亲水基团选自离子基团、潜离子基团和非离子基团中的一种或多种；所述离子基团优选为羧酸根和/或磺酸根；所述潜离子基团优选为羧基和/或磺酸基；所述非离子基团优选为聚氧化乙烯醚。4.根据权利要求1-3任一项所述水分散体，其特征在于，所述硅氧烷
ⅰ
)的异氰酸根反应性基团包含羟基和仲氨基中的一种或两种。5.根据权利要求1-4任一项所述水分散体，其特征在于，所述的硅氧烷
ⅰ
)可由硅氧烷
ⅱ
)与具有亲水基团和/或潜在亲水基团的化合物反应制得；所述硅氧烷
ⅱ
)与具有亲水基团和/或潜在亲水基团的化合物的加入的摩尔比为：2:1～1:4，优选1.2:1～1:1.2。6.根据权利要求5所述分散体，其特征在于，所述硅氧烷
ⅱ
)选自氨基硅氧烷、异氰酸酯基硅氧烷、环氧基硅氧烷和氢化硅氧烷中的一种或多种；优选为氨基硅氧烷；更优选为n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基
二乙氧基硅烷中的一种或多种。7.根据权利要求5或6所述水分散体，其特征在于，所述具有亲水基团和/或潜在亲水基团的化合物选自聚氧乙烯醚、氨基酸、丙烯酸、丙烯酸酯、1,4-丁磺酸内酯、1,3-丙磺酸内酯、丁内酯和丙内酯中的一种或多种；优选的，所述聚氧乙烯醚包括端羟基聚氧乙烯醚、环氧基聚氧乙烯醚、氨基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚，所述具有亲水基团和/或潜在亲水基团的化合物优选端羟基聚氧乙烯醚、1,4-丁磺酸内酯、1,3-丙磺酸内酯中的一种或多种。8.根据权利要求1-7任一项所述水分散体，其特征在于，所述组分b)为数均分子量20～15000的二元和/或多元醇；优选为60～5000的二元和/或多元醇；更优选数均分子量为400～5000的官能度为2～3的聚酯、聚碳酸酯、聚内酯多元醇、聚醚多元醇以及数均分子量为60～400的官能度为2～4的小分子醇中的一种或多种；优选的，所述组分c)多异氰酸酯是具有至少两个异氰酸酯基团的有机化合物，优选为二异氰酸酯；所述的二异氰酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基丙烷二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2'-和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯的一种或多种的混合物；优选的，所述组分d)中含有离子基团和/或潜离子基团的亲水化合物包括二羟基羧酸、三羟基羧酸、二羟基磺酸、三羟基磺酸、二氨基磺酸、三氨基磺酸、二氨基羧酸、三氨基羧酸、以及它们的盐中的一种或多种，优选二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基琥珀酸、n-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸、n-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸、n-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸、n-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸及它们的盐或由丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和富马酸这些酸中的一种或多种加成到胺上形成的迈克尔加成产物中的一种或多种；优选的，所述组分e)选自至少包含一个羟基或氨基的聚氧化乙烯醚；优选仅包含一个羟基或氨基的聚氧化乙烯醚，优选的，所述聚氧化乙烯醚的每个分子中环氧乙烷个数为4～200，优选12～75；优选的，所述组分e)为数均分子量为200～8000，环氧乙烷个数为4～200的聚氧化乙烯醚，更优选数均分子量500～3500，环氧乙烷个数为12～75的聚乙二醇单甲醚；优选的，所述组分f)为含有1～3个氨基和/或羟基的化合物，优选的，组分f)中至少有一个nco反应性官能团为伯氨基或仲氨基；优选的，所述的组分f)优选为摩尔比为0.5～10:1异佛尔酮二胺和n-(2-羟乙基)亚乙基二胺的混合物，更优选为1～5:1的异佛尔酮二胺和n-(2-羟乙基)亚乙基二胺的混合物。9.一种制备权利要求1-8任一项所述水分散体的方法，包括以下步骤：以一步或多步反应使组分b)、c)、d)、e)和任选的g)反应以形成端异氰酸酯的预聚物，然后以一或二阶段反应使该预聚物与组分a)和任选的f)反应，然后用水分散或溶解，其中任选地使用能够在分散期间或之后通过蒸馏部分或完全除去的溶剂；或者，以一步或多步反应使组分b)、c)、e)和任选的g)反应以形成端异氰酸酯的预聚物，然后以一或多阶段反应使该预聚物与组分a)、d)和任选的f)反应，然后用水分散或溶解，其中任选地使用能够在分散期间或之后通过蒸馏部分或完全除去的溶剂。
10.一种权利要求1-8任一项所述的水分散体或权利要求9所述方法制备的水分散体用于制备涂覆剂、粘合剂、密封剂的应用。

技术总结
本发明提供一种亲水硅氧烷改性聚氨酯或聚氨酯


技术研发人员：尹逊迪 纪学顺 晋云全 刘姗 王萃萃
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：2020.05.21
技术公布日：2021/11/25