一種異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體設(shè)及一種異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物及其制 備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)塑料具有密度小、易于成型加工等優(yōu)點(diǎn)，但硬度低，容易劃傷，被大大限制了 使用范圍。在光學(xué)塑料表面涂覆一層加硬抗劃傷涂層，可有效解決該個問題。目前使用加 硬抗劃傷用有機(jī)娃樹脂涂層材料普遍固含量在20-40%之間，存在大量的溶劑，給運(yùn)輸和使 用帶來了很大的不便，而且在使用過程中，也帶來了安全性因素和VOC的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物及其制備方法和應(yīng) 用，制得的異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物的固含量在60% W上，用于光學(xué)塑料表面的加 硬抗劃傷處理，能大幅提高光學(xué)塑料的表面硬度和抗劃傷性能。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物的固含量在60% W上。
[0005] 制備方法包括W下步驟： (1) 將多異氯酸醋、單哲基多元酸、用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)、甲苯和反應(yīng)催化 劑混合均勻，在100-110°C下反應(yīng)5小時W上，至紅外譜圖檢測無NCO吸收峰； (2) 冷卻至25-30°C，加入硅氧烷單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和去離子水，在5-50°C下反應(yīng) 2-36小時，在55-60°C下減壓蒸饋，取樣在180°C下測試固含量為60% W上時，停止減壓蒸 饋，加入聚氨醋固化催化劑和流平劑，攬拌混勻。
[0006] 單哲基多元酸、用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)和NCO官能團(tuán)的摩爾比為 40-55:50-65:100,甲苯、反應(yīng)催化劑和多異氯酸醋的重量比為10-20:0. 001-0. 01:1 ;娃 氧燒單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和多異氯酸醋的重量比為1:0.005-0.05 ;0. 125-0. 25,硅氧烷 單體和去離子水的摩爾比為1:3-8,聚氨醋固化催化劑、流平劑和多異氯酸醋的重量比為 0.01-5:0. 1-1:100。
[0007] 所述的多異氯酸醋為二異氯酸醋或S異氯酸醋，或通過二異氯酸醋、S異氯酸醋 本身的異氯酸醋基團(tuán)反應(yīng)得到的多異氯酸醋；所述的單哲基多元酸為分子式中含有至少2 個駿酸基團(tuán)和一個哲基基團(tuán)的有機(jī)物，且總含碳數(shù)少于10個。
[000引所述的用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)為能與NCO反應(yīng)，使其在室溫下不具有反 應(yīng)活性，加熱到70-150°C時，發(fā)生可逆反應(yīng)，使NCO重新具有反應(yīng)活性的物質(zhì)。
[0009] 所述的反應(yīng)催化劑為鋒類、錫類或餓類催化劑。
[0010] 所述的硅氧烷單體的分子式為（於)片1(〇的(4-0，《=〇，1，2,3，於為甲基、己基、含環(huán)氧基、含締基、含丙締酷氧基、含琉基、胺基中的一種，Ri為甲基、己基或丙基。
[0011] 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為芐基S己基氯化錠、四了基漠化錠、四了基氯化錠、四了基 硫酸氨錠、=辛基甲基氯化錠、十二烷基=甲基氯化錠、十四烷基=甲基氯化錠中的一種。 [001引所述的聚氨醋固化催化劑為S己締二胺、N，N-二甲基環(huán)己胺、二甲基節(jié)胺、 N，N'-二甲基嗽嗦、對甲基苯胺、2, 4,6-S (二甲胺基甲基）苯酪中的一種；所述的流平劑 為有機(jī)娃類或丙締酸類流平劑。
[0013] 所述的異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物用于光學(xué)塑料表面的加硬抗劃傷處理。
[0014] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：制得的異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物的固含量在60% W上，用于光學(xué)塑料表面的加硬抗劃傷處理，能大幅提高光學(xué)塑料的表面硬度和抗劃傷性 能。
【附圖說明】
[0015] 圖1為實(shí)施例1的紅外譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 一種異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物的固含量在60% W上。
[0017] 制備方法包括W下步驟： (1) 將多異氯酸醋、單哲基多元酸、用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)、甲苯和反應(yīng)催化 劑混合均勻，在100-110°C下反應(yīng)5小時W上，至紅外譜圖檢測無NCO吸收峰； (2) 冷卻至25-30°C，加入硅氧烷單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和去離子水，在5-50°C下反應(yīng) 2-36小時，在55-60°C下減壓蒸饋，取樣在180°C下測試固含量為60% W上時，停止減壓蒸 饋，加入聚氨醋固化催化劑和流平劑，攬拌混勻。
[0018] 單哲基多元酸、用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)和NCO官能團(tuán)的摩爾比為 40-55:50-65:100,甲苯、反應(yīng)催化劑和多異氯酸醋的重量比為10-20:0. 001-0. 01:1 ;娃 氧燒單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和多異氯酸醋的重量比為1:0.005-0.05:0. 125-0. 25,硅氧烷 單體和去離子水的摩爾比為1:3-8,聚氨醋固化催化劑、流平劑和多異氯酸醋的重量比為 0.01-5:0. 1-1:100。
[0019] 所述的多異氯酸醋為二異氯酸醋或S異氯酸醋，如了燒二異氯酸醋、戊燒二異氯 酸醋、己燒二異氯酸醋、異佛爾酬二異氯酸醋、甲苯二異氯酸醋、二苯基甲燒二異氯酸醋、S 苯甲燒=異氯酸醋等，或通過二異氯酸醋、=異氯酸醋本身的異氯酸醋基團(tuán)反應(yīng)得到的多 異氯酸醋，如碳化二亞胺化合物、異氯脈酸醋化合物等，常見市售商品如德國拜耳Desmo化r N75、N3390,日本S井化學(xué)固化劑M-432T、D-208T，日本NPU公司的S聚體固化劑HXR。
[0020] 所述的單哲基多元酸為分子式中含有至少2個駿酸基團(tuán)和一個哲基基團(tuán)的有機(jī) 物，且總含碳數(shù)少于10個，如哲基丙二酸、哲基了二酸、哲基戊二酸、哲基間苯二甲酸、巧樣 酸等。
[0021] 所述的用于封閉異氯酸醋官能團(tuán)的物質(zhì)為能與NC0反應(yīng)，使其在室溫下不具有反 應(yīng)活性，加熱到70-150°C時，發(fā)生可逆反應(yīng)，使NC0重新具有反應(yīng)活性的物質(zhì)，包括酪類、內(nèi) 酷胺類、目虧類、0-二幾基化合物、咪挫類，化挫類等，如間苯二酪、e-己內(nèi)酷胺、了酬目虧、丙 二酸二己醋、1，2, 4- S氮挫、3, 5-二甲基化挫等。
[0022] 所述的反應(yīng)催化劑為鋒類、錫類或餓類催化劑，如己酷丙酬鋒、四甲基庚二酸鋒、 水楊酸鋒、二了基錫二月桂酸醋、辛酸亞錫、二醋酸二了基錫、2-己基己酸餓、己酸餓等，優(yōu) 選餓類和鋒類催化劑。
[002引所述的硅氧烷單體的分子式為（於)x-Si (ORi)(4_X)，X=0,1，2, 3,於為甲基、己基、含 環(huán)氧基、含締基、含丙締酷氧基、含琉基、胺基中的一種，Ri為甲基、己基或丙基。
[0024] 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為芐基S己基氯化錠（TEBA)、四了基漠化錠、四了基氯化錠、 四了基硫酸氨錠（TBAB)、=辛基甲基氯化錠、十二烷基=甲基氯化錠、十四烷基=甲基氯化 錠中的一種。
[0025] 所述的聚氨醋固化催化劑為S己締二胺、N，N-二甲基環(huán)己胺、二甲基節(jié)胺、 N，N' -二甲基嗽嗦、對甲基苯胺、2, 4, 6- S (二甲胺基甲基）苯酪中的一種。
[0026] 所述的流平劑為有機(jī)娃類或丙締酸類流平劑，如德國畢克化學(xué)BYK 330、BYK358， 迪高 glide 450、glide 410 等。
[0027] 所述的異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物用于光學(xué)塑料表面的加硬抗劃傷處理。 [002引 實(shí)施例1 ; 取lOOg的德國拜耳N3390 (NC0% > 19. 6%)多異氯酸醋、25g的蘋果酸(哲基了二酸)、 24. 5g的了酬朽、1500g甲苯和0. 2g己酸餓，攬拌均勻后，開始加熱至105°C，繼續(xù)反應(yīng)5小 時，取樣進(jìn)行紅外譜圖檢測，如圖1，圖中可看出在2270cnTi附近的NC0吸收峰已經(jīng)消失。降 溫至25°C時，加入甲基二己氧基硅烷500g、丫 - (2, 3-環(huán)氧丙氧）丙基二甲氧基硅烷50g、四 了基硫酸氨錠5g和去離子水300g，攬拌下保持液溫在25°C下反應(yīng)24小時，之后減壓蒸饋， 液溫保持在50°C，蓋內(nèi)絕對壓力為lOOkPa。8小時后，取樣品在180°C烘箱中烤干1小時， 測試固含量，如表1，固含量為66%。停止減壓蒸饋，加入Ig對甲基苯胺和0. 5g BYK358流 平劑，繼續(xù)攬拌20分鐘，記為A液。
[0029]在環(huán)境溫度20°C、濕度55%下，往聚碳酸醋（PC)板材上涂覆所制備的A液，待表面 涂層流平后，放入烤箱中，在120°C下烘烤3小時。取出冷卻后進(jìn)行性能檢測，如表2對比所 示，制得的高固含量異氯酸醋改性有機(jī)娃樹脂組合物大幅提高了 PC的表面硬度和抗劃傷 性能。
[0030] 表1固含量測試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物，其特征在于：固含量在60%以上。
2. -種制備如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物的方法，其特征在 于：包括以下步驟： 將多異氰酸酯、單羥基多元酸、用于封閉異氰酸酯官能團(tuán)的物質(zhì)、甲苯和反應(yīng)催化劑混 合均勻，在100-1KTC下反應(yīng)5小時以上，至紅外譜圖檢測無NCO吸收峰； 冷卻至25-30°C，加入硅氧烷單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和去離子水，在5-50°C下反應(yīng)2-36小 時，在55-60°C下減壓蒸餾，取樣在180°C下測試固含量為60%以上時，停止減壓蒸餾，加入 聚氨酯固化催化劑和流平劑，攪拌混勻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：單羥基多元酸、用于封閉異氰酸酯官 能團(tuán)的物質(zhì)和NCO官能團(tuán)的摩爾比為40-55:50-65:100,甲苯、反應(yīng)催化劑和多異氰酸酯 的重量比為10-20:0.001-0.01:1 ;硅氧烷單體、相轉(zhuǎn)移催化劑和多異氰酸酯的重量比為 1:0. 005-0. 05 :0. 125-0. 25,硅氧烷單體和去離子水的摩爾比為1:3-8,聚氨酯固化催化 劑、流平劑和多異氰酸酯的重量比為〇. 01-5:0. 1-1:100。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的多異氰酸酯為二異氰酸酯或三異 氰酸酯，或通過二異氰酸酯、三異氰酸酯本身的異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)得到的多異氰酸酯；所述 的單羥基多元酸為分子式中含有至少2個羧酸基團(tuán)和一個羥基基團(tuán)的有機(jī)物，且總含碳數(shù) 少于10個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的用于封閉異氰酸酯官能團(tuán)的物質(zhì) 為能與NCO反應(yīng)，使其在室溫下不具有反應(yīng)活性，加熱到70-150°C時，發(fā)生可逆反應(yīng)，使NCO 重新具有反應(yīng)活性的物質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的反應(yīng)催化劑為鋅類、錫類或鉍類催 化劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的硅氧烷單體的分子式為（R°) X-Si(OR1)^50,X=0，l，2,3,R°為甲基、乙基、含環(huán)氧基、含烯基、含丙烯酰氧基、含巰基、胺基 中的一種，R1為甲基、乙基或丙基。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為芐基三乙基氯化 銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯 化銨、十四烷基三甲基氯化銨中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述的聚氨酯固化催化劑為三乙烯二胺、 N，N-二甲基環(huán)己胺、二甲基芐胺、N，N' -二甲基哌嗪、對甲基苯胺、2, 4, 6-三（二甲胺基甲 基）苯酚中的一種；所述的流平劑為有機(jī)硅類或丙烯酸類流平劑。
10. -種如權(quán)利要求1所述的異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物的應(yīng)用，其特征在于：所 述的異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物用于光學(xué)塑料表面的加硬抗劃傷處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物及其制備方法和應(yīng)用，制得的異氰酸酯改性有機(jī)硅樹脂組合物的固含量在60%以上，用于光學(xué)塑料表面的加硬抗劃傷處理，能大幅提高光學(xué)塑料的表面硬度和抗劃傷性能。
【IPC分類】C09D183-06, C08G77-14, C08G77-388
【公開號】CN104726019
【申請?zhí)枴緾N201510164274
【發(fā)明人】陳為都
【申請人】陳為都
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月9日