[发明专利]一种含氟聚碳酸酯二醇及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含氟聚碳酸酯二醇及其制备方法。本发明的含氟聚碳酸酯二醇采用如下方法制备得到：以碳酸二乙酯、烷基二醇和含氟二醇为原料，在催化剂作用下，通过两步酯交换缩聚法得到含氟聚碳酸酯二醇。本发明所得的含氟聚碳酸酯二醇具有良好的稳定性，由于氟原子的引入，使得聚碳酸酯二醇具有优异疏水性和良好耐热性，且含氟聚碳酸酯二醇的合成分酯交换和缩聚两步进行，实验简单可控，有益于制备耐热性、疏水性优异的聚酯、聚氨酯类树脂，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及聚酯多元醇的制备方法，特别涉及一种含氟聚碳酸酯二醇及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯二醇（PCDL）是指两个末端都带有端羟基，分子主链含有脂肪族亚烷基和碳酸酯基重复单元的脂肪族二醇，分子量从数百至数千。PCDL的熔点和玻璃化转变温度较低，以其为原料合成的新型聚碳酸酯型聚氨酯与传统聚醚型和聚酯型聚氨酯相比具有更好的低温柔顺性、耐油性、耐磨性、抗氧化性以及生物相容性，因此被广泛应用于新型环保型涂料、生物医疗器械和光学材料等领域。

聚碳酸酯二醇的制备方法主要包括光气法、酯交换法、环状碳酸酯开环聚合法、二氧化碳和环氧化物的调节聚合法。其中酯交换法是一种通用的合成脂肪族聚碳酸酯二元醇的方法。小分子碳酸酯酯交换法是目前制备聚碳酸酯多元醇最合适、最成熟的方法。该法通过小分子二元醇和小分子碳酸酯进行酯交换反应进行，通过调整二元醇的种类可以合成多种结构的聚碳酸酯二元醇。

分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性，是国民经济各部门，特别是尖端科学技术和国防工业不可缺少的重要材料。

但是目前基于含氟聚碳酸酯二醇的制备和应用还尚未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含氟聚碳酸酯二醇及其制备方法。

本发明在采用两步酯交换聚合法合成聚碳酸酯二醇的基础上，将含氟分子链引入到聚碳酸酯二醇主链上，使得其具有优异疏水性和良好耐热性，合成简单可控，有益于制备耐热性、疏水性优异的聚酯、聚氨酯类树脂，具有良好的工业应用前景。

本发明的第一个目的是提供一种新的含氟聚碳酸酯二醇。

为解决本发明的第一个技术问题，所述含氟聚碳酸酯二醇采用如下方法制备得到：

以碳酸二乙酯、烷基二醇和含氟二醇为原料，在催化剂作用下，通过两步酯交换缩聚法得到含氟聚碳酸酯二醇。

在一种具体实施方式中，所述碳酸二乙酯与二醇（包括烷基二醇和含氟二醇）的酯醇摩尔比为1~1.5:1中的一种，烷基二醇与含氟二醇的摩尔比为1~10:1中的一种。

所述酯醇摩尔比是指酯基与羟基的摩尔比。

在一种具体实施方式中，所述含氟聚碳酸酯二醇包括采用如下方法制备得到：

a.酯交换：碳酸二乙酯、烷基二醇和含氟二醇，催化剂混合，在高纯氮气或其他惰性气体氛围下升温至120~160℃，反应4~6h，将反应副产物排出反应体系；

b.减压缩聚：在a步骤反应结束后，升温至180~220℃，开始进行减压缩聚，减压至0.5~1.5KPa，反应1～3h后得到含氟聚碳酸酯二醇。

优选还包括先将a步骤反应产生副产物乙醇与碳酸二乙酯混合物排出反应体系后再进行b步骤。

在一种具体实施方式中，所述催化剂为锡系催化剂，包括氯化亚锡、辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡；钛系催化剂，包括钛酸丁酯，钛酸丙酯、二氯化钛。可为其中的一种或几种。

在一种具体实施方式中，所述催化剂用量为反应物总质量的0.05～0.5wt%。