[發明專利]含氟水基聚氨酯的制備方法

在審

• 申請號: 201810213793.3
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN109081898A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李成祥;文嘉婷;黃軍江;江河;陳龍勛
• 申請（專利權）人: 浙江德美博士達高分子材料有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/44;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/66;C08G18/73;C08G18/75;C08G18/76;C09D175/08;C09D5/16
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 呂晉英

本發明涉及新材料技術領域，特別是公開了一種含氟水基聚氨酯的制備方法，首先針對含氟二元醇單體缺乏的技術問題，制備含氟側基的二元醇，然后根據水基聚氨酯的制備技術原理，以含氟側基的二元醇作為共聚單體，制備含氟水基聚氨酯，不僅解決了現有共混復配型含氟材料與聚氨酯配伍性差、易遷移析出、質量不均勻的技術問題，而且很好解決了傳統溶劑型聚氨酯涂層材料的有機溶劑污染問題，將其應用于紡織涂層、合成革等的制造，可滿足各類高端客戶對紡織、合成革等涂層的疏水防污要求和生態環保要求。

技術領域

本發明涉及新材料技術領域，特別涉及一種含氟水基聚氨酯的制備方法。

背景技術

目前，水性聚氨酯 (WPU) 具有VOC含量低、機械性能好、附著力高、裝飾性優良、透濕透氣性好等優點，同時，通過控制原料、軟硬段結構、分子量、交聯等參數，可以得到性能不同的水性聚氨酯，廣泛用于皮革、合成革的制造。隨著人們對于高性能、高品質、高環保的生態合成革的需求持續上升，對聚氨酯合成革的安全性、疏水防污性（自潔）等功能提出了更高的要求。

目前報道的具有疏水防污的聚合物物質主要是含氟聚合物。氟元素的電負性極大，原子半徑小，極化性很低，其原子最外層的電子排布為2s22p5，如此獨特的結構決定了含氟物質的很多特殊的物理化學性質。由于其原子半徑小，形成的化學鍵短，鍵能大，因此有機氟化合物結構穩定，耐候性，耐熱穩定性好。有機氟化合物分子間作用力小，界面分子作用力低，因此具有極低的表面能和優異的防水防油性能。

含氟聚合物表面能低，疏水、防污能力強。將含氟組分引入到聚氨酯體系中，所得含氟聚氨酯既保留了聚氨酯的彈性、力學性能、耐磨性、耐腐蝕性，又同時兼具有含氟材料所具備的獨特性能，包括低的表面能、高耐候性、耐熱、耐化學品性以及疏水、防污等特性。因而，含氟聚氨酯的應用前景可觀，在涂料、家裝、航天、交通等領域均有廣泛應用，已成為業界研究的熱點，但仍存在兩個關鍵技術瓶頸。

其一是市場上含氟二元醇稀少，故大多相關研究是將含氟的疏水防污組分以物理共混或表面處理的形式引入紡織、合成革涂層中，這會存在含氟組分易遷移、與樹脂基材相容性差、分布不均勻，質量不穩定等技術缺陷，從而影響涂層的疏水防污性能；另外，單獨用作涂層表面處理時因界面張力差異太大，潤濕流平性差，附著不牢，也影響其使用性能；

其二是市場上氟碳樹脂多為油性樹脂，水性氟碳樹脂較少。溶劑型聚氨酯被廣泛應用在涂料、紡織、合成革、皮革加工制造、造紙行業和膠粘劑等各個領域，但溶劑型聚氨酯容易造成環境污染，易造成火災，且對人體造成危害。隨著人們環保意識的提高，世界各國對涂層材料中揮發性有機物及有毒溶劑的要求越來越高，含量限制越來越嚴苛，甚至很多有機溶劑被禁止使用。因此，開發水基聚氨酯，以水作為溶劑，替代原有的有機溶劑，是行業發展的必然趨勢。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種含氟水基聚氨酯的制備方法，首先針對含氟二元醇單體缺乏的技術問題，制備含氟側基的雙官能團二元醇，然后再根據水基聚氨酯的制備技術原理，制備含氟水基聚氨酯，不僅解決了現有共混復配型含氟材料與聚氨酯配伍性差、易遷移析出、分布不均勻的問題，而且良好地解決了傳統溶劑型聚氨酯涂層材料存在的有機溶劑污染問題，將其應用于紡織涂層、合成革等的制造，可滿足各類高端客戶對紡織、合成革等涂層的疏水防污要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種含氟水基聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

（1）含氟二元醇的制備

將二羥甲基羧酸與一元氟醇按摩爾比1.2:1加入帶有氮氣保護和攪拌裝置的反應瓶中，以甲苯作為溶劑和帶水劑，重量分數計0.1%濃硫酸作為催化劑，控溫100-120℃反應3h后，將產物倒入水中，去除硫酸和未反應的二羥甲基羧酸，濾液經減壓脫出溶劑獲得帶有含氟側基的二元醇；

（2）含氟水基聚氨酯的制備