CN106608959A - 一种改性水性聚氨酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含氟聚氨酯的制备方法。利用大分子单体法来合成含氟聚氨酯分子链，利用对含氟水性聚氨酯分子链进行交联的方法，来解决含氟水性聚氨酯在水的长时间作用下表面性能丧失的问题。使合成的改性聚氨酯同时具备水性聚氨酯优异的成膜性能和有机氟材料优异的表面性能，并且使用了交联的方法使分子链运动受阻，解决含氟水性聚氨酯在水的长时间作用下表面性能丧失的问题。

Description

一种改性水性聚氨酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能高分子领域，主要是一种有机氟改性聚氨酯的合成方法。
背景技术
在聚合物的链节中加入含氟基团会使整个聚合物的表面能大大下降，完全由—CF3构成的表面仅有6mJ/m2的表面能，是目前已知的具有最低表面能的表面，完全由—CF2—基团构成的表面也仅有18 mJ/m2的表面能。在高分子材料的中引入含氟基团会使其具有防水，防油，防污的性能。
将含氟的基团引入到聚氨酯材料的链节中，将会使合成的新材料同时具备水性聚氨酯优异的成膜性能和有机氟材料优异的表面性能。有机氟改性水性聚氨酯分散体通常采用含活性氢基团的的有机氟结构与聚氨酯与聚体反应或采用含氟乙烯基单体与水性聚氨酯分散体共聚合成聚氨酯–含氟乙烯基聚合物复合乳液。
但是在含氟水性聚氨酯涂膜在长时间的浸泡在水中后其结构会发生改变，低表面的含氟基团会缩回材料本体而高表面能基团如羧基会迁移到涂膜表面，材料会丧失疏水性，导致水性聚氨酯涂膜的防水，防油，防污效果下降。
发明内容
本发明提供一种含水性氟聚氨酯的合成方法，利用大分子单体法来合成含氟聚氨酯分子链，利用对含氟水性聚氨酯分子链进行交联的方法，来解决含氟水性聚氨酯在水的长时间作用下表面性能丧失的问题。
采用含氟乙烯基单体与其他乙烯基单体，在巯基丙二醇作为链转移剂，引发剂为过硫酸钾。在自由基引发下聚合，合成含有羟基的含氟高分子单体，使用三亚乙基二胺为催化剂，采用这种大分子单体与聚氨酯预聚体反应可以合成梳形结构的水性聚氨酯分散体，最后以[二(β-羟乙基)胺基]-2-戊酮为交联剂对聚氨酯分子链在室温下进行交联，得到含氟的水性氟聚氨酯。
四口烧瓶中加入巯基丙二醇13-15份，引发剂3份，搅拌10min，然后逐滴入乙烯基单体105-110份和含氟乙烯基单体77-80份的混合液，搅拌1h后出料。在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、温度计和氮气接管的四口烧瓶中计量加入脱水处理过的聚丙二醇95-100份，通入干燥氮气，搅拌，待温度升至55℃ 时开始缓慢滴加计量的甲苯二异氰酸酯130-140份，加入维持反应温度为80℃, 控制滴加在1h完成，加入催化剂，反应2h。加入去离子水750-800份，继续在此温度下反应1h，此后加入合成的含氟高分子单体，继续在此温度下反应1h，加入交联剂 6-7份，缓慢搅拌10min，出料。
本发明技术方案实现的有益效果: 将含氟的基团引入到聚氨酯材料的链节中，使合成的改性聚氨酯同时具备水性聚氨酯优异的成膜性能和有机氟材料优异的表面性能，并且使用了交联的方法使分子链运动受阻，解决含氟水性聚氨酯在水的长时间作用下表面性能丧失的问题。
具体实施方式
实施例1
在四口烧瓶中加入巯基丙二醇15份，过硫酸钾3份，搅拌10min，然后逐滴入乙烯基单体110份和含氟乙烯基单体80份的混合液，搅拌1h后出料。
在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、温度计和氮气接管的四口烧瓶中计量加入脱水处理过的聚丙二醇100份,通入干燥氮气, 搅拌, 待温度升至50-55℃ 时开始缓慢滴加计量的甲苯二异氰酸酯130份，加入维持反应温度为80℃, 控制滴加在1h完成，加入三亚乙基二胺反应2h。加入去离子水800份，继续在此温度下反应1h，此后加入合成的含氟高分子单体，继续在此温度下反应1h，加入交联剂5-[二(β-羟乙基)胺基]-2-戊酮7份，搅拌10min，出料。
实施例2
在四口烧瓶中加入巯基丙二醇13份，过硫酸钾2份，搅拌10min，然后逐滴入乙烯基单体105份和含氟乙烯基单体77份的混合液，搅拌1h后出料。
在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、温度计和氮气接管的四口烧瓶中计量加入脱水处理过的聚丙二醇95份,通入干燥氮气, 搅拌, 待温度升至50-55℃ 时开始缓慢滴加计量的甲苯二异氰酸酯120份，加入维持反应温度为80℃, 控制滴加在1h完成，加入三亚乙基二胺反应2h。加入去离子水750份，继续在此温度下反应1h，此后加入合成的含氟高分子单体，继续在此温度下反应1h，加入交联剂5-[二(β-羟乙基)胺基]-2-戊酮6份，搅拌10min，出料。

Claims (4)

1.一种含氟水性聚氨酯的合成方法，其特征为： 四口烧瓶中加入巯基丙二醇13-15份，引发剂3份，搅拌10min，然后逐滴入乙烯基单体105-110份和含氟乙烯基单体77-80份的混合液，搅拌1h后出料；在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、温度计和氮气接管的四口烧瓶中计量加入脱水处理过的聚丙二醇95-100份，通入干燥氮气，搅拌，待温度升至55℃ 时开始缓慢滴加计量的甲苯二异氰酸酯130-140份，加入维持反应温度为80℃, 控制滴加在1h完成，加入催化剂，反应2h；加入去离子水750-800份，继续在此温度下反应1h，此后加入合成的含氟高分子单体，继续在此温度下反应1h，加入交联剂 6-7份，缓慢搅拌10min，出料。
2.根据权利要求1所述的一种含氟水性聚氨酯的合成方法，其特征为：所述引发剂为过硫酸钾。
3.根据权利要求1所述的一种含氟水性聚氨酯的合成方法，其特征为：所述催化剂为三亚乙基二胺。
4.根据权利要求1所述的一种含氟水性聚氨酯的合成方法，其特征为：所述交联剂为5-[二(β-羟乙基)胺基]-2-戊酮。
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陈建兵 等: ""含氟水性聚氨酯分散体的合成"", 《中国皮革》 *

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