[发明专利]一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法，首先合成氟改性聚酰亚胺多聚体，然后将氟改性聚酰亚胺用于HMDI水性聚氨酯固化剂的改性合成，本发明所述的固化剂具有硬度高、自阻燃性、不易发白、储存稳定的优点。

技术领域

本发明涉及一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法，属于环保合成技术领域。

技术背景

水性聚氨酯固化剂主要分为芳香族和脂肪族两大类。芳香族类的多异氰酸酯固化剂主要有TDI三聚体、TDI-TMP加成物。TDI三聚体具有官能度高、粘度低、较高热稳定性、耐腐蚀性好等众多优点，作为双组份聚氨酯涂料的固化剂，能够使涂膜具有快干、高硬度等优良性能，在快干型亚光漆、亮光漆等品种中获得广泛应用；TDI-TMP是目前常用的一种聚氨酯固化剂，综合性能好，固化速度适中、贮存稳定好，成膜强度适中及耐热性都较好，主要应用在各种涂装系统的底漆、防腐漆及家具漆。脂肪族类的多异氰酸酯固化剂主要有HDI缩二脲、HDI三聚体，具有优良的耐化学性和耐气候性(不泛黄、保光、抗粉化性)，在航空、汽车、船舶等领域中广泛应用；HDI三聚体由于异氰酸脲酯环的存在，在一定的高温下不分解，因此具有热稳定性好、耐磨性好、耐腐蚀好等优点，常作为聚氨酯固化剂被广泛用于家具、汽车工业、航空工业和体育器材等领域中。

芳香族类和脂肪族类多异氰酸酯固化剂因为各自优异的性能作为聚氨酯固化剂而被广泛应用，但都存在一定的局限性。芳香族异氰酸酯由于诱导效应的存在，其-NCO与水反应速度较快，在经过亲水改性后作为水性聚氨酯固化剂使用时水分散性、贮存稳定性差，同时，由于苯环的存在导致芳香族异氰酸酯易于氧化产生黄变；脂肪族多异氰酸酯固化剂的-NCO的活性较低，亲水改性后的固化剂与水反应缓慢，有助于延长适用期。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的旨在提供一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法。

本发明提供以下技术方案，一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，其制备方法包括如下步骤：

一种氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）改性聚酰亚胺多聚体的制备：在配有机械搅拌设备、温控设备、氮气保护气氛的反应釜中加入50份的N-甲基吡咯烷酮、8-15份含氟二酐单体、0.5-1份抗氧剂、0.05-0.2份多聚磷酸，开动搅拌溶解均匀后加热至60-80℃，然后加入含氟二胺单体8-12份，反应2-4h，然后加入8-15份二甲苯，加热至135-155℃反应12-24h，反应过程中通过回流设备除去反应中产生的水，最后经减压蒸馏除去小分子，至聚合物含量>98%，即为改性聚酰亚胺多聚体。

（2）聚醚改性HMDI水性聚氨酯固化剂的制备：在滴加釜中加入10-20份的改性聚酰亚胺多聚体，进行真空加热脱水2h后，通入N₂密封备用；在合成釜中，加入15-30份惰性溶剂并进行真空加热脱水2h后，通入N₂，然后加入HMDI氢化二苯基甲烷二异氰酸酯60-90份，加热溶解后，以滴加方式加入改性聚酰亚胺多聚体，在70-80℃保持恒温反应3-4h，反应2h后开始取样，以后每隔0.5h取样一次，检测NCO含量，当NCO含量为18-25%时，加入4-9份水性化试剂，保温反应1-2h，至NCO含量为10-15%时，加入2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.1-0.5份，同时立即降温至20℃停止反应，加入二甲基乙醇胺中和至体系pH=7.0，再用薄膜蒸馏法除去杂质，过滤后即制得氟聚酰亚胺改性HMDI水性聚氨酯固化剂。