[发明专利]一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料及其制备方法

权利要求书

1.一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，按重量份数计，所述涂料由以下组分组成：20～50份的可UV固化侧链含氟水性聚氨酯树脂、40～80份的去离子水、0.5～4.0份的光引发剂、0.5～2.0份的成膜助剂、0.1～1.0份的消泡剂、0.1～1.0份的流平剂、0.1～1.0份防腐防霉剂、0.1～1.0份增稠剂；

所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯树脂通过以下步骤制备得到：

S1.按重量份数计，将5～50份二异氰酸酯单体、5～80份聚醚二元醇和/或聚酯二元醇、0.01～2份催化剂在60～100℃下反应1～3h；

S2.降温至70℃以下，加0～15份低分子二元醇或二元胺扩链剂、0.1～50份含氟烷基二醇，保持温度在50～70℃，反应1～3h；

S3.加入0.1～15份亲水性扩链剂继续反应1～3h，加入0.1～30份甲基丙烯酸酯羟酯类单体或丙烯酸酯羟酯类单体和0.01～2份阻聚剂继续反应1～3h；

S4.降温至30～60℃，加0.1～2份中和剂进行成盐反应0.5～1.5h，即得可UV固化侧链含氟水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S2所述含氟烷基二醇具有式（Ⅰ）所示结构：

式（Ⅰ）；

其中R_f为含氟基团，含氟基团为碳原子数为1～20的全氟烷基；R₁=H，Me，CF₃或卤素，m≥0；R₂=H或Me；p≥0；n＞0；

所述含氟烷基二醇的制备方法如下：

按重量份数计，将1～90份含氟丙烯酸酯类单体、0～90份丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体、0.1～15份链转移二醇、0.01～2份引发剂、10～80份溶剂在50～90℃氮气氛围下，以半滴定溶液聚合法反应6～24h，经正己烷或石油醚沉淀提纯制得含氟烷基二醇。

2.根据权利要求1所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述含氟烷基二醇分子量为800~5000。

3.根据权利要求1所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯类单体分子式为R_f(CH₂)_mOC(O)CR₁=CH₂，其中R_f为含氟基团，含氟基团为碳原子数为1～20的全氟烷基；R₁=H，Me，CF₃或卤素，m≥0。

4.根据权利要求3所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯类单体为丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸全氟烷基酯、丙烯酸含硫杂原子全氟烷基酯、甲基丙烯酸含硫杂原子全氟烷基酯、丙烯酸全氟含氮氟烷基酯、甲基丙烯酸全氟含氮氟烷基酯、丙烯酸全氟磺酰胺酯或甲基丙烯酸全氟磺酰胺酯。

5.根据权利要求1所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯；丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述链转移二醇为1-硫代甘油。

6.根据权利要求1所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，步骤S3所述甲基丙烯酸酯羟酯类单体或丙烯酸酯羟酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸酯羟乙酯、丙烯酸酯羟丙酯、三羟基丙烷二丙烯酸酯酯或季戊四醇三丙烯酸酯。

7.根据权利要求1所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，步骤S3所述的亲水性扩链剂为阴离子型扩链剂或阳离子型扩链剂，所述阴离子型扩链剂为2,2-双（羟甲基）丙酸、氨基酸、二氨基苯甲酸或乙二胺基乙磺酸钠所述阳离子型扩链剂为N-甲基二乙醇胺。

8.根据权利要求7所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述的亲水性扩链剂为2,2-双（羟甲基）丙酸或N-甲基二乙醇胺。

9.一种权利要求1~8任一项所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，以重量份数计，将20～50份的可UV固化侧链含氟水性聚氨酯、40～80份的去离子水、0.5～4.0份的光引发剂、0.5～2.0份的成膜助剂、0.1～1.0份的消泡剂、0.1～1.0份的流平剂、0.1～1.0份防腐防霉剂、0.1～1.0份增稠剂在10～40℃下搅拌混合0.5～2小时，即得所述涂料。