[发明专利]一种具有低氟高表面性能的软段侧链含氟聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯的制备，特别涉及一种具有低氟高表面性能的软段侧链含氟聚氨酯的制备方法。

背景技术

含氟有机化合物是一类重要的有机合成中间体，因其特殊的物理化学性质而在有机合成领域受到重视。

关于含氟聚氨酯，目前国内外的研究中，由聚氨酯硬段引入含氟基团的方法主要有通过短链氟化二醇／二胺引入和通过氟化多异氰酸酯化合物引入两种途径。

通过短链氟化二醇和多异氰酸酯化合物反应制备的含氟聚氨酯（FPU）由于硬段含量太大，从而导致产物的脆性大、溶解性往往较差，通过异氰酸酯引入使氟原子的迁移能力减弱。软段引入型含氟聚氨酯聚合物结构中，按含氟链段分布在主链或侧链上位置不同，可分为主链含氟型聚氨酯和侧链含氟型聚氨酯。

目前软段侧链引入主链含氟型聚氨酯整个分子中，具有氟含量较高的缺点，并且所用的聚醚醇价格都比较高，即生产成本较高。

参考文献

、Ovari L, Krick C, Lykhach Y, et al. Near ambient pressure XPS investigation of the interaction of ethanol with Co/CeO₂(111). Journal of Catalysis. 2013, 307: 132-139。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的引入氟元素的本体含量高，表面氟元素的含量才会相应高，而且成本较高等技术问题而提供一种具有低氟高表面性能的软段侧链含氟聚氨酯的制备方法。即通过软段引入侧链含氟型合成聚氨酯，由于软段分子链长，柔性大，自由移动能力强，可带动氟原子迁移，若引入的本体氟含量低，氟原子向表面迁移也会使表面的氟含量高，因此低表面能与表面氟富集性是氟化聚氨酯最突出的性质，从而克服了高氟高性能的缺点，通过含氟聚氨酯的软硬段配比和固化温度对氟向表面迁移的影响，得到了合适的合成工艺条件。

本发明的技术方案

    一种具有低氟高表面性能的软段侧链含氟聚氨酯的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、将含氟聚醚多元醇加入到容器中，控制温度80℃，氮气存在条件下，加入二苯基甲烷异氰酸酯，然后控制转速为300-500r/min搅拌反应60min后得中间产物；

         所述的含氟聚醚多元醇的结构式为：

            其中y为1-3，n为2-10，优选y为1-2，n为2-5；

其中R为-CH₂-CF₂-CF₂H；

其中含氟聚醚多元醇和二苯基甲烷异氰酸酯的量，按摩尔比计算，即含氟聚醚多元醇：二苯基甲烷异氰酸酯为1：2-4；

（2）、用注射器向步骤（1）中所得的中间产物中先后注入1,4-丁二醇和辛酸亚锡溶液，注入完成后控制温度为80℃，搅拌转速为300r/min搅拌反应1-2min，得到反应液；

所述的辛酸亚锡溶液由辛酸亚锡与1,4-二氧六环按质量比计算，即辛酸亚锡：1,4-二氧六环为1：9的比例配制而成；

所加入的辛酸亚锡溶液的量，按其与含氟聚醚多元醇的质量比计算，即辛酸亚锡溶液：含氟聚醚多元醇为1：100；

所加入的1,4-丁二醇的量，按其与含氟聚醚多元醇的摩尔比计算，即1,4-丁二醇：含氟聚醚多元醇为1-3：1；

（3）、将步骤（2）所得的反应液迅速浇注到用模具中，然后将模具置于烘箱中，控制温度110℃进行烘干，16h后取出自然冷却，脱模后即得具有低氟高表面性能的软段侧链含氟聚氨酯。

 本发明的有益技术效果

本发明的一种具有低氟高表面性能的聚氨酯的制备方法，由于制备过程中采用可控阳离子开环聚合合成含氟聚醚多元醇，制备了软段侧链含氟聚氨酯，由于软段分子链的运动能力强，氟原子更容易向表面迁移，在低氟含量的情况下就得到表面能低的含氟聚氨酯，从而克服了高氟高性能的缺点。

进一步，本发明的一种具有低氟高表面性能的聚氨酯的制备方法，由于是软缎侧链引入氟原子，因此具有操作简单，过程易控的特点。

进一步，本发明的一种具有低氟高表面性能的聚氨酯的制备方法，由于本体氟含量投入少就能达到表面氟含量高，本体氟含量越少，价格越低，因此具有生产成本低的特点。

附图说明