[发明专利]一种具有多级孔结构的硬质含氟聚氨酯的制备方法

说明书

本发明提供一种具有多级孔结构的硬质含氟聚氨酯制备方法，其包括：S1、设计构建高内相乳液体系；S2、引发高内相乳液的巯‑烯点击化学反应。本发明的具有多级孔结构的硬质含氟聚氨酯的制备方法具备如下技术优势：（1）本发明提供了一种将含氟基团高效的引入具有多级孔结构的硬质聚氨酯中的方法，为含氟基团的高值化利用提供了新的有效途径；（2）本发明通过将巯‑烯点击化学与高内相乳液模板法相结合，开发出一种成功、高效地制备具有多级孔结构的硬质含氟聚氨酯材料的新型合成技术；（3）本发明的原料廉价易得、操作方法简单、条件温和易于控制、绿色环保、生产成本低，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及多级孔结构的硬质聚氨酯材料的制备方法，尤其涉及一种将含氟基团高效地引入具有多级孔结构的硬质聚氨酯材料结构中的制备方法，属于含氟化学品及新材料技术领域。

背景技术

聚氨酯（Polyurethane）作为一种新型工程材料，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。其中，具有多级孔结构的硬质聚氨酯材料由于比表面积大、导热系数小、保温隔热性能好、绝热性能较好、结构强度高、密度小质量轻、防震隔音效果佳、耐候性能优异、化学性能稳定等特点被广泛应用于建筑行业、交通运输业、石油化工业、食品储藏以及家庭用具等方面，与民生事业息息相关，是21世纪公认的新型工程材料。

然而，现有硬质聚氨酯材料中大多添加亲水基团，导致其耐水、耐溶剂等性能降低。氟具有屏蔽效应、最低极化率和所有已知元素的最强电负性，因此含氟的硬质聚氨酯材料表现出极佳的性能，如疏水性、润滑性、耐候性以及较好的机械性能和生物相容性。但是，由于含氟单体的溶解性差，导致传统的利用含氟单体作为软段或者硬段构建聚氨酯的合成方法条件复杂、成本较高，且材料综合性能不理想。此外，因此，目前利用光引发聚氨酯预聚体与含氟丙烯酸单体共聚的方法，不仅同样面临含氟丙烯酸酯在水中溶解性低的问题，同时存在聚合过程易被氧阻聚、产物交联密度低、力学性能差的缺点。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将含氟基团成功、高效地引入具有多级孔结构的硬质聚氨酯结构中的制备方法，以克服现有技术中存在的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供将含氟基团高效地引入具有多级孔结构的硬质聚氨酯结构中的制备方法，其包括如下步骤：

S1、高内相乳液体系的设计构建：

所述步骤S1包括：

S10、以异氰酸酯作为硬段，聚醚多元醇为软段，1,4-丁二醇为扩链剂，羟基丙烯酸作为封端树脂，制备得到端双键的聚氨酯预聚体；

S11、在一定温度和搅拌速度下，将聚氨酯预聚体与含氟丙烯酸单体、巯基化合物、表面活性剂、去离子水混合，制备出稳定的高内相乳液体系；

S2、引发高内相乳液的巯-烯点击化学反应：

所述步骤S2包括：

S20、向步骤S1中构建的高内相乳液体系中加入光引发剂，在一定温度和搅拌速度下，混合一定时间后后置于紫外灯箱内，在365nm波长下紫外反应一定时间，经过体系内的巯-烯点击反应得到初产物；

S21、将步骤S20中得到的初产物反复清洗，再真空干燥得到最终产物。

作为本发明的具有多级孔结构的硬质含氟聚氨酯制备方法的改进，所述步骤S10中，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种；所述多元醇为聚醚DL1000、2000LM、TMN450、TMN3050中的一种；所述扩链剂为1，4-丁二醇；所述羟基丙烯酸为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种；所述异氰酸酯的用量为8.0-28.0份、聚醚多元醇的用量为37.0-57.0份、扩链剂的用量为10.0-20.0份、羟基丙烯酸的用量为5.0-15.0份。