[发明专利]端氟烷基和侧链氟烷基双改性聚氨酯乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及端氟烷基和侧链氟烷基双改性聚氨酯乳液及其制备方法，首先以二乙醇胺和含氟丙烯酸酯单体为原料、无水乙醇为溶剂制得小分子含氟扩链剂；以异佛尔酮二异氰酸酯和聚酯或聚醚二元醇为原料，二月桂酸二丁基锡做催化剂，加入2，2‑二羟甲基丙酸、1，4‑丁二醇、小分子含氟扩链剂制得侧链氟烷基改性聚氨酯预聚体；滴加有机氟醇制得氟烷基单侧封端的聚氨酯，滴加交联剂制得端氟烷基和侧链氟烷基双改性聚氨酯；最后加入三乙胺和水制得端氟烷基和侧链氟烷基双改性聚氨酯乳液。本发明在改善良好疏水性的前提条件下，可有效降低含氟单体的用量，降低制备成本，增强涂层的力学性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯涂层领域，具体涉及一种端氟烷基和侧链氟烷基双改性聚氨酯乳液及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料因其良好的力学性能和化学稳定性被广泛应用于皮革加工、纺织印染、涂料、医疗器械、生物质材料等领域。溶剂型聚氨酯以有机溶剂为介质，不可避免的对生态环境造成污染。随着生产技术的进步和绿色环保的观念深入人心，水性聚氨酯因其性能优异、无毒环保、安全性高、易改性、方便运输贮藏等优点逐步取代溶剂型聚氨酯。但水性聚氨酯在制备过程中引入的亲水性扩链剂会使膜力学性能下降、耐水性变差。氟元素具有高电负性、强电子亲和性和极高的电解能，用有机氟改性水性聚氨酯可赋予聚氨酯优异的拒水拒油性、热稳定性和化学稳定性等性能，因而常用于改性水性聚氨酯的研究中。

目前，文献中有关有机氟改性水性聚氨酯已有相关文献报道。具体有如下几种方式：第一，如Castellano用全氟聚醚二元醇PFPE作为扩链剂，其结构如下所示：

H(OCH₂CH₂)nOCH₂CF₂O(CF₂CF₂O)p(CF₂O)qCF₂CH₂O(CH₂CH₂O)nH，使其与二异氰酸酯、聚酯二元醇、丁二醇等制得氟化改性聚氨酯[J.Mater.Sci.,2014,49:2519-2533]；Król等以短链含氟二元醇[HOCH₂CF₂CF₂CH₂OH]为扩链剂参与聚氨酯的制备反应，制得了一种有机氟改性聚氨酯[Colloid Polym.Sci.,2013,291:1031-1047]；上述两种方案中的有机氟链段均以嵌入方式存在于聚氨酯主链中。第二，还有文献以有机合成的方法制备含氟二元醇扩链剂并用于制备有机氟改性聚氨酯。如Wang等先合成了一种侧基氟碳链聚醚二元醇，其结构如下所示：