[发明专利]一种侧链型疏水疏油含氟聚氨酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种侧链型疏水疏油含氟聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：1）含氟封端剂的合成；2）含氟扩链剂的合成；3）聚氨酯预聚体的合成；4）扩链封端反应。本发明的制备方法疏水疏油效果好、原料便宜易得、制备方法简单和可工业化生产等优点。

技术领域

本发明涉及含氟聚氨酯技术领域，具体为一种侧链型疏水疏油含氟聚氨酯的制备方法。

背景技术

近年来，含氟聚氨酯以其独有的性能，受到广泛关注。自1947年Bayer报道了聚氨酯的合成的化学工艺后，1958年，FPU的研究在一篇英国专利上最早被报道，Lovelace以非氟化异氰酸酯与氟化二醇反应首次合成含氟聚氨酯引起各国科学家的广泛兴趣。

氟有强电负性，高C-F键能（540KJ/mol），除氢外最小的范德华半径以及氟对碳链的屏蔽保护作用，由于氟的引入在保持了聚氨酯优异的机械性能和两相微结构特征的基础上，又在很大程度上改善了PU的表面性能和整体性能，并赋予其卓越的耐热耐候性、耐腐蚀性、低表面能、低摩擦性和生物相容性等，并且低表面能和低摩擦性又使含氟聚氨酯具有突出的疏水疏油性和抗粘附特性。

目前，大部分含氟聚氨酯是以双官能度的氟化聚醚或氟化二异氰酸酯为原料合成的，这种产物分子结构主链上含有氟碳基，由于受制于分子主链和更强的氢键作用，不易于向表面迁移和富集，从而不能对聚氨酯表面进行有效保护，达不到很好的疏水疏油效果，且这种含氟聚氨酯溶解性能较差。而侧链型含氟聚氨酯的氟碳基则受限制较少，很容易向表面迁移和富集，从而达到很好的疏水疏油效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种侧链型疏水疏油含氟聚氨酯的制备方法，具有疏水疏油效果好、原料便宜易得、制备方法简单和可工业化生产等优点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种侧链型疏水疏油含氟聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

1）含氟封端剂的合成

将乙醇胺和含氟丙烯酸酯类单体溶于溶剂A，氮气除氧，在25℃～55℃的反应温度下反应2～7 h，直至胺基反应完全，减压蒸馏得到端羟基的含氟封端剂(FA-OH)；

2）含氟扩链剂的合成

将二乙醇胺与丙烯酸甲酯溶于溶剂A，氮气除氧，在25～55℃的反应温度下，反应2～5 h，亚氨基反应完全后，加入乙二胺，在35～55℃下，反应3～8 h,减压蒸馏除去未反应完的乙二胺，按计量加入溶于溶剂A的含氟丙烯酸酯类单体溶液，继续反应2～7 h，直至胺基反应完全，减压蒸馏得到端二羟基的含氟扩链剂(HO-FA-OH)；

3）聚氨酯预聚体的合成

将在装有搅拌器、温度计、抽气装置的开口反应釜中，加入聚醚二元醇，在100～120℃真空下脱水2～3 h，降温至70～90℃，加入计量的二苯甲烷二异氰酸酯和催化剂二月桂酸二丁基锡，在70～90℃之间反应2～4 h，得到异氰酸酯封端的预聚体；

4）扩链封端反应

将含氟封端剂FA-OH溶于溶剂B，得到FA-OH溶液，并将其缓慢滴加到上述聚氨酯预聚体中，在70～100℃下反应1～2 h，然后通过计量，加入HO-FA-OH和BDO两种扩链剂，继续在70～100℃下恒温反应2～5 h，直至异氰酸酯基反应完全，聚合物溶液经甲醇、水沉淀，洗涤，过滤，60℃真空干燥得到含氟聚氨酯；

所述溶剂A选自甲醇、乙醇、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或两种以上；

所述溶剂B选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、丁酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上。