[发明专利]一种有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机硅高分子技术领域，特别涉及一种有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成方法。

背景技术

有机硅-聚氨酯嵌段共聚物是一类很有发展前途的高分子材料。以聚氟硅氧烷为软段合成的有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物，兼具有聚氟硅氧烷和聚氨酯两者的优异性能，不仅具有极低的表面能，而且还具有良好的低温柔顺性、耐水性、介电性、表面富集性等，既能克服聚氟硅氧烷机械性能差的缺点，也弥补了聚氨酯耐候性的不足，在防污闪涂层、皮革、纺织、造纸、纤维处理等领域具有巨大的应用潜力。

目前，专利中有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成主要有两种方法：1)二异氰酸酯与聚硅氧烷预聚后加入二元醇或二元胺进行扩链反应，如CN104673078A，以二异氰酸酯与羟丙基封端聚二甲基硅氧烷或羟丁基封端聚二甲基硅氧烷预聚反应后加入聚丙二醇制得有机硅改性聚氨酯；如CN104962192A，以二异氰酸酯、催化剂和扩链剂加入聚酯二元醇中反应后加入溶剂与氨基硅油，制得有机硅改性聚氨酯；2)异氰酸酯与多元醇进行预聚后加入聚硅氧烷进行扩链，如CN101225150A，以多异氰酸酯与多元醇反应生成端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体，然后用氨烃基聚硅氧烷进行扩链，制得有机硅-聚氨酯嵌段共聚物。而关于有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的合成，专利中少有涉及，如CN10150947A仅提供一种以多异氰酸酯、二羟基硅油、亲水性单体为扩链剂、全氟烷基醇为封端剂的氟硅聚氨酯共聚物的合成方法。但该制备方法复杂，成本较高。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物及其合成方法、应用，制备的有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物具有较优的低温柔顺性、耐水性、介电性、表面富集性、耐候性、疏水性以及稳定性；制备方法简单高效、实用性强，易于推广。

目前，聚氨酯具有安全、环保、相容性好、胶膜机械性能优良和易改性等优点，广泛应用于纺织、涂料和医药等领域。但由于聚氨酯分子链上引入了部分亲水集团，导致聚氨酯拒水性能不佳，应用推广受到限制。实验中，首先采用胺烃基封端聚氟硅氧烷与二异氰酸酯进行共聚，利用有机氟硅兼具有机硅和有机氟化合物的优点，以聚氟硅氧烷为主链，合成的有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的性能得到大幅提升。

进一步研究发现：扩链剂结构不同，合成的有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的稳定性不同，特别是采用二元胺时，可以使有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物兼具较优疏水性和稳定性，扩大了有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物的应用范围。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种有机氟硅-聚氨酯嵌段共聚物，其特征在于，其结构式如下：

其中，m、n、x为大于零的自然数，R_f为氟代烷基；R、R₁、R₂为烷基链或含有芳香基团的烷基链。

优选的，所述R₁的结构式为其中：y＝0～10。

优选的，R_f结构式为CH₂CH₂CF₃，-CH₂-CH₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₃，-CH₂-CH₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₃，-CH₂-CH₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-CF₃中的一种或几种的组合；

优选的，上述R结构式为中的一种或几种的组合；

优选的，所述R₂结构式为-CH₂-CH₂-，-CH₂-CH₂-CH₂-，-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-，中的一种或几种的组合。