[發(fā)明專利]含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110310630.5
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102432768B
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 酈聰;紀尚超;徐欣欣;石磊;沈連根;朱崇恩;李壽偉
• 申請（專利權）人: 嘉興禾欣化學工業(yè)有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/61;C08G77/385;C09D151/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 孫家豐

技術領域

本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯的制備方法，一種含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方 法。

背景技術

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，是指大分子主鏈上含有重復氨基甲酸酯單元，除了 含有大量的氨酯鍵外，還可能含有酯鍵、醚鍵、脲鍵、脲基甲酸酯鍵、異氰脲酸酯鍵、 大分子間的氫鍵等。聚氨酯是以聚酯或聚醚組成的柔性軟段和以氨基甲酸酯、脲基等剛 性硬段交替連接而成的嵌段聚合物；因軟、硬鏈段的熱力學不相容性，軟段和硬段在聚 合物中各自聚集，形成軟段相和硬段相，發(fā)生微相分離。由于聚氨酯具有獨特的微相分 離結構，所以具有優(yōu)異的彈性、耐磨性、抗沖擊和拉伸等性能，已經廣泛應用于涂料、 橡膠、黏合劑、纖維、軟質泡沫塑料、硬質泡沫塑料、保溫材料、合成皮革、防水材料、 鋪裝材料等。隨著世界環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和人們環(huán)保意識的逐漸增強，溶劑型聚氨酯 的使用越來越受到限制，以水為分散介質的水性聚氨酯日益成為開發(fā)研究的方向。水性 聚氨酯(waterborne?polyurethane)是指聚氨酯溶解或分散于水中形成的聚氨酯分散體。 相對于溶劑型聚氨酯，水性聚氨酯是以水代替有機溶劑，具有節(jié)約資源，防止污染等特 點，具有良好耐寒性、彈性、溫度適應性及耐有機溶劑性等，已廣泛應用于涂料、皮革、 黏合劑、造紙、建筑等行業(yè)。但由于水性聚氨酯結構中存在親水基團，因此其涂膜的耐 水性、耐熱性、自增稠性、光澤性等方面不夠理想。為提高乳液及膜的性能，擴大應用 范圍，需要對其進行改性。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提出一種含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方法，使制成的水性聚氨酯樹 脂能克服普通水性聚氨酯樹脂耐水解差，耐污染性能差等缺點。

這種含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方法包括以下步驟：

(1)在氮氣保護下，向三羥甲基丙烷的乙醚溶液中滴加酰氟，回流反應6～8小時， 用水洗滌，減壓蒸餾除去殘留的水及未反應的原料，得到含氟二元醇；

(2)使用有回流冷凝管和恒壓漏斗的三頸燒瓶裝置，向恒壓漏斗中加入含氫硅油的 溶液，向三頸燒瓶中加入含氟丙烯酸酯、雙烯基丙烯酸酯和無水乙醇，攪拌混合均勻， 控溫60～100℃，加入催化劑，緩慢滴加含氫硅油，反應6～10h，反應混合物減壓蒸餾除 去甲苯，獲得含氟硅油；

(3)將異氰酸酯、聚醚二元醇和聚酯二元醇反應制得預聚體；

(4)將第(3)步制得的預聚體與第(1)步制得的含氟二元醇和擴鏈劑、親水擴鏈 劑進行擴鏈反應；

(5)用成鹽劑中和，加水分散乳化，減壓蒸餾除去有機溶劑，得到水性聚氨酯乳液；

(6)將丙烯酸酯、第(2)步制得的含氟硅油加入第(5)步制得的水性聚氨酯乳液 中，高速分散，獲得聚氨酯-丙烯酸酯乳液；

(7)加入引發(fā)劑升溫聚合得到含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液。

本發(fā)明的方法由于應用特殊的含氟二元醇和含氟(改性)硅油，獲得新型的含氟硅 聚氨酯-丙烯酸酯乳液，因而具有以下特點：(1)所制備的聚氨酯-丙烯酸酯乳液固含量 高且固含量可控；(2)制備方法簡便，靈活；(3)制備的含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液 整體性能較好，具有低表面能、較好的疏水性能；(4)將含氟硅油與含氟丙烯酸酯相結 合，在獲得較好改性效果的同時，降低成本；(5)含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液既可通過 常規(guī)聚合得到，也可采用紫外光固化或熱固化方法直接固化得到膠膜。

具體實施方式

這種含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方法包括以下步驟：

(1)在氮氣保護下，向三羥甲基丙烷的乙醚溶液中滴加酰氟，回流反應6～8小時， 用水洗滌，減壓蒸餾除去殘留的水及未反應的原料，得到含氟二元醇；其反應式如下：

式中Rf為-C₇F₁₅、-C₂F₅或-CF(CF₃)(OCF₂CF(CF₃))_mOCF₂CF₂CF₃，m為0～3的整數。