[发明专利]一种制备氟改性水性UV固化的聚脲-氨酯涂料的方法

说明书

本发明涉及一种制备氟改性水性UV固化的聚脲‑氨酯涂料的方法，属于水性聚氨酯的制备技术领域。本发明首先用迈克尔加成法制备氟改性的聚醚胺，同时合成聚氨酯预聚物，再采用氟改性的聚醚胺与聚氨酯预聚物反应生成水性UV固化的聚脲‑氨酯涂料。本发明中的氟改性水性聚脲‑氨酯结构可以改善传统水性聚氨酯的耐水性，而且又可以赋予改性聚脲‑氨酯涂膜耐热性、耐化学性、耐老化性和耐候性；另一方面合成的聚脲‑氨酯结构成膜后，既保留了聚氨酯良好的耐磨性、附着力和柔韧性外，其聚脲结构还赋予其良好的附着力、优良的机械性能、耐介质性以及良好的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种制备氟改性水性UV固化的聚脲-氨酯涂料的方法，具体采用迈克尔加成法制备氟改性水性UV固化的聚脲-氨酯涂料，属于水性聚氨酯的制备技术领域。

背景技术

水性聚氨酯乳液是一种无毒的材料，具有优异的附着力、良好的耐化学性、突出的柔韧性和高耐候性，大多数水性聚氨酯在其分子结构中含有离子基团。不幸的是，由于离子基团的存在，干燥的聚氨酯薄膜通常是亲水的，这限制了聚氨酯作为疏水材料的应用。然而，聚氨酯在耐化学性和机械性能方面都有缺陷。这是因为水性聚氨酯是没有交联的线性热塑性聚合物，可以溶解在溶剂中。水性聚氨酯的亲水链段由于其相对较高的表面能而对防水性和防污性产生不利影响。通常，强疏水组分(如氟化单体)可以结合到水性聚氨酯结构中来弥补这一缺陷。水性UV固化氟改性聚脲-氨酯涂料不仅符合当今的环保理念，而且具有良好的耐水性，耐磨性，柔韧性，耐化学性和热稳定性等。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种制备氟改性水性UV固化的聚脲-氨酯涂料的方法，该聚合物成膜后，既保留了聚氨酯良好的耐磨性和柔韧性外，又可以赋予改性聚脲-氨酯涂膜耐水性、耐热性、耐化学性、耐老化性和耐候性。

本发明的技术方案，一种制备氟改性水性UV固化的聚脲-氨酯涂料的方法，步骤如下：

(1)二聚酸聚酯二元醇前处理：将二聚酸聚酯二元醇升温至80-100℃，在0.08-0.09MPa下真空脱水处理30-60min，得到脱水后的二聚酸聚酯二元醇；

(2)NCO封端的聚氨酯预聚物的合成：加入催化剂1和二异氰酸酯，将温度升至65℃；滴加步骤(1)所得脱水后的二聚酸聚酯二元醇反应2-3h，当NCO达到理论值时，得到NCO封端的聚氨酯预聚体；

(3)氟化合物改性聚醚胺的制备：加入催化剂2、阻聚剂、含氟化合物和溶剂A，用冰水浴控制反应温度，在氮气气氛下滴加聚醚胺，并快速搅拌；滴加完毕后，反应0.5h，当胺值达到理论值时结束，随后55-65℃旋蒸25-35min除去未反应完的氟化合物，得到氟改性的聚醚胺；

(4)氟改性水性聚脲-氨酯乳液的制备：

a、取步骤(3)中合成的氟改性聚醚胺，在室温，氮气氛围下，滴加步骤(2)中合成的NCO封端的聚氨酯预聚体和溶剂A，反应1-2h，直至NCO达到理论值；

b、将反应体系温度升至65℃，向其中加入扩链剂，反应2-3h，直至NCO达到理论值；

c、加入活性封端剂、阻聚剂和溶剂A，继续保温反应，直到-NCO红外吸收峰完全消失时终止反应，将产物冷却至室温；

d、加入中和剂，反应30min后，加入计量的去离子水，在1300-1500r/min高速剪切乳化30-60min，然后静置；

e、在0.08-0.1MPa、45℃减压旋蒸30-60min除去溶剂A，即可得氟改性水性聚脲-氨酯乳液；

(5)UV固化氟改性水性固化的聚脲-氨酯涂膜得制备：取步骤(4)制备所得氟改性水性聚脲-氨酯乳液，加入光引发剂B，避光条件下分散均匀；将其涂覆在载体上，室温放置，60-80℃烘箱干燥20-40min；将涂膜放入UV固化机中固化30-60s，即得UV固化氟改性水性聚脲-氨酯涂膜。