[發明專利]含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201710917112.7
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107903357B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張武;許鈞強;謝義鵬;康倫國;姚東生
• 申請（專利權）人: 合眾（佛山）化工有限公司;韶關市合眾化工有限公司;佛山市先策樹脂有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/14;C08F220/18;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/38;C08G18/67;C08G18/44;C09D151/08;C09D5/08;C09D5
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 李秀娟

本發明涉及一種含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂，其成分由多異氰酸酯、多元醇、六氟異丙醇、低聚物多元醇、二羥甲基丙酸、丙烯酸單體、中和劑和去離子水組成；本發明還提供一種含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂的無溶劑綠色制備方法。本發明制得的含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂，其玻璃化溫度為45～75℃、數均分子量為5000～6000、粒徑為200～300nm、零VOC，具有優異的附著力、耐沾污性、疏水性、耐化品性、耐老化性、耐鹽霧性和耐腐蝕性；可配制成單組分、雙組分水性涂料，廣泛用于水性木器涂料、水性自潔涂料、水性防污涂料、水性防腐涂料、水性防大氣腐蝕涂料、水性工程涂料等。

技術領域

本發明涉及一種改性丙烯酸樹脂的制備方法，尤其涉及到一種表面張力極低、具有良好的疏水防污功能的含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂，屬于合成水性樹脂技術領域。

背景技術

目前作用于塑料、木材、金屬等表面進行防污防水處理的表面處理劑，由于存在涂抹后涂層表面分散不均、表面張力過大，這使得基材涂層表面極易被污染且不易清潔，因此低表面能疏水涂料在科學研究領域受到了廣泛關注。

水性聚氨酯是一種環境友好型高分子材料，具備優異的粘結性、彈性、耐寒性、高光澤以及軟硬度隨溫度變化不大等優點，擁有良好的通用性。相對于溶劑型聚氨酯，水性聚氨酯是以水代替有機溶劑，具有節約資源，防止污染等特點，由于聚氨酯擁有獨特的微相分離結構，所以具有優異的彈性、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。隨著世界環保法規的日益嚴格和人們環保意識的逐漸增強，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研究的方向。

丙烯酸樹脂通常由自由基聚合方法而制備，需外加乳化劑，制造這類樹脂可用的單體很多，包括丙烯酸的烷基酯、羥烷基酯以及乙烯基單體，如苯乙烯等。丙烯酸樹脂的最終性能可通過選擇適當的單體種類加以控制，通過調整硬性單體和軟性單體的比例可以達到硬度、耐沖擊和柔韌性的統一。

中國專利CN102432768A公開了一種含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制備方法：將含氫硅油、含氟丙烯酸酯、雙烯基丙烯酸酯、無水乙醇制得含氟硅油；將異氰酸酯、聚醚二元醇和聚酯二元醇反應制得的預聚體與含氟二元醇和擴鏈劑、親水擴鏈劑進行擴鏈反應，再加水分散乳化，減壓蒸餾除去有機溶劑得到水性聚氨酯乳液，然后再加入丙烯酸酯、含氟硅油，高速分散，加入催化劑升溫聚合得到含氟硅聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所制得的復合材料的乳液均一、穩定，固化膜具有較好的力學性能；該發明是通過含氟丙酸酸單體引入氟原子，其制備過程中需要用有機溶劑，增加了減壓蒸餾除去有機溶劑過程，這對環境有一定污染。

近年來，我國水性樹脂的研制得到了快速的發展，基本上滿足了國民經濟建設的需要，但是在品種、數量、技術方面和世界先進國家還存在較大的差距。本發明開發出一種含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂，這不僅能發揮聚氨酯硬度大、耐磨損、柔韌性好、附著性能及保光保色性優良等性能，還能結合氟原子半徑小、具有很低的表面張力等優良性能以及丙烯酸樹脂原料成本低等特點。這不僅能滿足低表面能防水防污的需求，更能保證對環境無污染，適應可持續發展路線。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂。

本發明的另一目的提供一種含氟聚氨酯改性丙烯酸水性樹脂的無溶劑制備方法。

含氟聚合物中的氟原子沿碳鏈螺旋分布，由于氟原子半徑比其它元素子半徑小，并具有很強的電負性，可以把碳鏈嚴密地包住并向外伸展，起到屏蔽保護作用，提高了C-C主鏈結構的穩定性，這使得氟聚合物具有優異的熱穩定性、耐候性和化學惰性，以及獨特的低表面張力、低表面自由能和低摩擦系數，這賦予了氟聚合物擁有優異的憎水、憎油性、耐腐蝕性是低表面能材料領域中的一類重要聚合物。