一种聚硅氧烷及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚硅氧烷及其应用，所述聚硅氧烷是由半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇反应而成。所述聚硅氧烷本身即具有防雾功能，将聚硅氧烷应用于防雾涂料中可以实现UV固化和提高涂料的硬度。

A polysiloxane and its application

【技术实现步骤摘要】
一种聚硅氧烷及其应用
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种聚硅氧烷及其应用。
技术介绍
高透明材料是我们日常生活生产中不可缺少的材料，但其在使用过程中易出现结雾现象，造成材料表面的透光率降低，影响视线，给生活带来了诸多不便，甚至造成严重危害。近年来防雾技术逐步受到人们的重视，以亲水型防雾涂层的研发进展最快，已经形成了一系列先进的技术和相对成熟的产品。亲水防雾涂料是一种功能性材料，它是以具有亲水基团的高分子材料为主要成分，配以相应比例的其他助剂和有机溶剂调配而成的具有防雾功能的化工产品，是现阶段防雾的最有效途径之一。透明的有机硅氧烷聚合物用于各种透明的玻璃和塑料材料表面防雾，例如光学透镜、护目镜、面罩、头盔面板、汽车零件等，但其是采用热固化的形式，需要长固化时间和高能量消耗，生产效率低，不适合连续工业化生产且硬度低抗划性能差。而UV(紫外线)光固化型防雾涂料的透光率一般要比热固化防雾涂料高，在紫外光下能够实现瞬间固化，非常适合连续工业化生产。因此，有必要开发一种硬度高的可UV固化的新材料，用于防雾。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中提出的技术问题，本专利技术的目的是提供一种聚硅氧烷及其应用。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一方面，本专利技术提供了一种聚硅氧烷，其是由半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇反应而成。进一步地，所述半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇的摩尔比为6:1-1:1；优选为4:1-2:1。进一步地，所述聚硅氧烷的官能度为1-18，优选为2-18，更优选为2-6，更优选为3-6，更优选为3-5。进一步地，所述半封闭的异氰酸酯预聚物是由二异氰酸酯与含羟基的功能性单体反应而成；优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、液化MDI中的一种或至少两种的组合；优选地，所述含羟基的功能性单体包括甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、4-羟基丁基丙烯酸酯(4HBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或至少两种的组合；优选地，所述二异氰酸酯中的-NCO和含羟基的功能性单体中的-OH的摩尔比为2-4：1。进一步地，所述有机聚合物硅醇是由有机硅氧烷聚合物通过水解反应得到；所述有机硅氧烷聚合物是由表面活性剂与异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷反应而成；所述表面活性剂为非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物、阳离子季铵盐表面活性剂中的一种或多种的组合；优选地，所述非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物的分子量为400-50000，优选为400-30000；更优选地，所述非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物包括聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯(PEO-PPO)嵌段共聚物中的一种或至少两种的组合；优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂包含有两个能与异氰酸酯反应的亲水基团和一个至少有16个碳的疏水碳氢链，优选地，所述亲水基团为羟基；更优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂包括十八烷基二羟基丙基氯化铵(CirrasolG-265)、十八烷基甲基二羟乙基溴化铵、十六烷基二羟乙基氧化胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷包括异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种的组合；更优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷为异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷；优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷中的-NCO和表面活性剂中的-OH的摩尔比为1：1-2，更优选为1：1；优选地，所述有机硅氧烷聚合物水解反应的方法是：将有机硅氧烷聚合物加入酸/水/乙醇的混合液中反应，所述有机硅氧烷聚合物、水、酸、乙醇的摩尔比为1：2-6：0.001-0.005：10-40；所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、柠檬酸中的至少一种；优选地，所述有机硅氧烷聚合物水解反应的具体方法是：将有机硅氧烷聚合物、水、酸、乙醇按照摩尔比为1：2-6：0.001-0.005：10-40配成混合液搅拌均匀，室温滴加进容器中，滴完后待温度略有下降，升温至30-40℃反应0.5-2h，然后60-80℃反应1-3h，得到有机聚合物硅醇。另一方面，本专利技术提供了一种上述任一所述的聚硅氧烷在防雾涂料中的应用。再一方面，本专利技术提供了一种防雾涂料，包括以下组份：可UV固化的聚合物、非反应型离子型表面活性剂、亲水性功能单体、光引发剂、流平剂、溶剂；所述可UV固化的聚合物为上述任一所述的聚硅氧烷。进一步地，由以下质量份的组份制成：可UV固化的聚合物40-80份，非反应型离子型表面活性剂5-10份，亲水性功能单体5-20份，光引发剂3-5份，流平剂0.5-1.0份，溶剂50-150份；所述可UV固化的聚合物为上述任一所述的聚硅氧烷；优选地，所述非反应型离子型表面活性剂为阴离子表面活性剂，其包含至少一个亲水基团和一个含有6-12个碳的疏水碳氢链，所述亲水基团为羧酸根、磺酸根中的一种或两种的组合；更优选地，所述非反应性离子型表面活性剂包括磺基琥珀酸钠二辛酯、月桂醇磺基琥珀酸酯二钠、磺基琥珀酸二正癸酯钠、磺基琥珀酸二己酯钠中的一种或至少两种的组合；优选地，所述亲水性功能单体包括β-丙烯酰氧基丙酸(β-CEA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、4-羟基丁基丙烯酸酯(4HBA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、聚乙二醇400二丙烯酸酯(PEG400DA)、聚乙二醇600二丙烯酸酯(PEG600DA)、聚乙二醇1000二丙烯酸酯(PEG1000DA)中的一种或至少两种的组合；优选地，所述光引发剂为夺氢型水性光引发剂；更优选地，所述光引发剂包括光引发剂500和光引发剂2959中的一种或两种的组合；优选地，所述流平剂包括氟素润湿流平剂FSWET1010、含氟流平剂FS3100中的一种或两种的组合；优选地，所述溶剂包括去离子水、乙醇、异丙醇中的一种或至少两种的组合。本专利技术再一方面提供了一种上述所述的防雾涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述可UV固化的聚合物、非反应型离子型表面活性剂、亲水性功能单体、光引发剂、流平剂、溶剂混合，即可得到所述防雾涂料；优选地，具体包括以下步骤：在容器内加入所述可UV固化的聚合物，在搅拌状态下依次加入溶剂并搅拌，非反应型离子型表面活性剂并搅拌，亲水性功能单体并搅拌，光引发剂并搅拌，流平剂并搅拌，得到所述防雾涂料。本专利技术再一方面提供了一种上述所述的防雾涂料在制备防雾涂层中的应用。本专利技术再一方面提供了一种防雾涂层，由以下方法制备得到：将上述任一所述的防雾涂料涂覆在基质上，经固化后形成所述防雾涂层；优选地，所述基质包括玻璃、塑料、金属；更优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚硅氧烷，其特征在于，其是由半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇反应而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚硅氧烷，其特征在于，其是由半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇反应而成。


2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷，其特征在于，所述半封闭的异氰酸酯预聚物与有机聚合物硅醇的摩尔比为6:1-1:1；
优选地，所述聚硅氧烷的官能度为1-18，优选为2-18，更优选为2-6，更优选为3-6，更优选为3-5。


3.根据权利要求1所述的聚硅氧烷，其特征在于，所述半封闭的异氰酸酯预聚物是由二异氰酸酯与含羟基的功能性单体反应而成；
优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、液化MDI中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述含羟基的功能性单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述二异氰酸酯中的-NCO和含羟基的功能性单体中的-OH的摩尔比为2-4：1。


4.根据权利要求1所述的聚硅氧烷，其特征在于，所述有机聚合物硅醇是由有机硅氧烷聚合物通过水解反应得到；
所述有机硅氧烷聚合物是由表面活性剂与异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷反应而成；所述表面活性剂为非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物、阳离子季铵盐表面活性剂中的一种或多种的组合；
优选地，所述非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物的分子量为400-50000，优选为400-30000；更优选地，所述非离子的具有聚氧乙烯片段的多元醇聚合物包括聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯嵌段共聚物中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂包含有两个能与异氰酸酯反应的亲水基团和一个至少有16个碳的疏水碳氢链，优选地，所述亲水基团为羟基；更优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂包括十八烷基二羟基丙基氯化铵、十八烷基甲基二羟乙基溴化铵、十六烷基二羟乙基氧化胺中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷包括异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种的组合；更优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷为异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷；
优选地，所述异氰酸酯基功能化的烷氧基硅烷中的-NCO和表面活性剂中的-OH的摩尔比为1：1-2，更优选为1：1；
优选地，所述有机硅氧烷聚合物水解反应的方法是：将有机硅氧烷聚合物加入酸/水/乙醇的混合液中反应，所述有机硅氧烷聚合物、水、酸、乙醇的摩尔比为1：2-6：0.001-0.005：10-40；所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸、柠檬酸中的至少一种；
优选地，所述有机硅氧烷聚合物水解反应的具体方法是：将有机硅氧烷聚合物、水、酸、乙醇按照摩尔比为1：2-6：0.001-0.005：10-40配成混合液搅拌均...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻学锋，康翼鸿，杨新耕，边式，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44