[發明專利]一種側鏈含氟的二異氰酸酯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210474277.9
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102924688A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 張英強;李燁;吳蓁;徐耀民;紀開強;黃舒晗;鄭星月;陳麗;羅遠;母小剛
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C08G18/78
• 分類號: C08G18/78;C08G18/66;C08G18/48
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種側鏈含氟的二異氰酸酯及其制備方法和在水性含氟聚氨酯中的應用。

背景技術

含氟聚氨酯因具有低表面能、優良的化學穩定性、耐熱性、抗污染性和耐大氣老化等特性，成為優良的涂料成膜材料，在風電葉片、重防腐、海洋污損等高新技術涂料領域得到廣泛應用。

目前，含氟的二異氰酸酯主要為分子主鏈含氟結構，由于氟的吸電子作用，導致鄰近的-NCO基團反應性差即活性低,因此，由其制備的水性聚氨酯分子量很低，柔性差、溶解性差、脆性大，因此大大限制了它們的實際應用。

而且，目前制備含氟的二異氰酸酯的方法主要是含氟的二元胺同光氣反應制備而得，該制備方法反應緩慢，同時存在不可克服的副反應而收率很低。

發明內容

本發明目的之一為了解決上述的技術問題而提供一種活性高的側鏈含氟的二異氰酸酯的方法。

本發明目的之二是提供上述的一種側鏈含氟的二異氰酸酯的制備方法。

本發明的目的之三是提供一種含有上述的側鏈含氟的二異氰酸酯的水性含氟聚氨酯。

本發明的目的之四是提供一種含有上述的側鏈含氟的二異氰酸酯的水性含氟聚氨酯的制備方法，最終所得的該水性含氟聚氨酯具有力學強度高、斷裂伸長率好、對水的接觸角較高等特點。

本發明的技術方案

一種側鏈含氟的二異氰酸酯，按重量份數算，其原料組成及含量如下：

三羥甲基丙烷????????????????????????6-10份

異佛爾酮二異氰酸酯??????????????????100-120份

2,2,2-三氟乙醇???????????????????????5-20份

催化劑??????????????????????????????0.06-1.8份

其中所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物。?

上述的側鏈含氟的二異氰酸酯的制備方法，步驟如下：???

將6-10份三羥甲基丙烷在100~120℃、真空度710~750mmHg下攪拌脫水0.5~1h，氮氣保護下加入100-120份異佛爾酮二異氰酸酯和0.03-0.9份催化劑，80~85℃下反應2~3h，加入5-20份2,2,2-三氟乙醇和余量的催化劑，80~85℃下繼續反應2~3h，即得側鏈含氟的二異氰酸酯。

一種含有側鏈含氟的二異氰酸酯的水性含氟聚氨酯，按重量份數計算，其原料組成及含量如下：

聚醚N210???????????????????????40-60份

聚醚3050???????????????????????1-3份

側鏈含氟二異氰酸酯??????????????10-40份

擴鏈劑??????????????????????????0.2-5.0份

催化劑??????????????????????????0.02-1.0份

中和劑??????????????????????????0.2-8.0份

稀釋劑??????????????????????????30-50份

水??????????????????????????????150-300份

其中所述的擴鏈劑為二羥甲基丙酸；?

所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物；

所述的中和劑為三乙胺；

所述的稀釋劑為丙酮或丁酮。

上述的一種含有側鏈含氟的二異氰酸酯的水性含氟聚氨酯的制備方法，具體包括步驟如下：

將聚醚N210、聚醚3050在120℃，700-760mmHg真空度下攪拌脫水1h，然后通氮氣下，降溫至50℃，加入擴鏈劑，側鏈含氟的二異氰酸酯及催化劑，恒溫80℃反應3h；

然后降溫至50℃加入稀釋劑和中和劑，50-60℃下保溫40min，降溫至10℃以下后，將以上體系倒入冰水中高速分散乳化30min,采用減壓蒸餾法脫除稀釋劑，即得含有側鏈含氟的二異氰酸酯的水性含氟聚氨酯。

本發明的有益成果

本發明的一種側鏈含氟的二異氰酸酯，由于結構中氟基團位于側鏈，距離主鏈的-NCO基團較遠，吸電子作用大大減弱，對原本高活性-NCO的活性沒有減弱作用，使之仍保持高活性。