[發明專利]有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202310213408.6
• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN115947926B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陳玉林;汪明星;沈紅霞;陳雨晴
• 申請（專利權）人: 吳江市漢塔紡織整理有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/10;C08G18/08;C08G18/83;C08G18/20;C08G18/22;C09D175/08;C09D175/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法及應用，有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法包括熟化工序，熟化過程中伴以超聲波震蕩，具體為：（1）將脫水后的多元醇在溶劑I中溶解，調節溫度后加入二異氰酸酯，反應后加入催化劑I繼續反應；（2）加入親水性擴鏈劑、小分子擴鏈劑、催化劑II，繼續反應；（3）制備預聚體；（5）在超聲波震蕩下，制備有機氟封端的水性聚氨酯乳液；有機氟封端的水性聚氨酯乳液可用于制備具有微納米孔結構的仿生超透超防水涂層。本發明制備的具有微納米孔結構的仿生超透超防水涂層不同位置未水洗時的耐水壓的差值絕對值小于等于16KPa，具有優良的透氣及防水性能。

技術領域

本發明屬于水性微納米發泡涂（膜）布技術領域，涉及一種有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法及應用。

背景技術

近年來，超防水材料由于其獨特的性質，在國防、日常生活和許多工業領域展示了廣闊的應用前景，因此得到了研究者們愈加廣泛的研究，也成為了水性聚氨酯功能性開發領域一個重要的研究方向。

以往超防水涂層通過直涂法制備，一般為表層防水膜結構，超防水性能有待提高。目前基于仿生的思路，以荷葉為啟發制備水性聚氨酯仿生超防水涂層，在低表面能的同時賦予其粗糙的微納米孔結構，使其具有超防水性能；結合微納米發泡涂布技術形成了超透超防水的高端水性聚氨酯涂層，成為水性聚氨酯功能性開發領域的重要解決思路。

超防水性能是受涂層表面物理結構和自身的化學組成控制的，因此通過調控水性聚氨酯涂層的表面粗糙物理結構和化學組成來提高其超防水性能，運用在水性微納米發泡涂（膜）布形成既有微孔透氣又有防水性能的超薄超透的涂布技術運用中引入環保的有機氟及脂肪長鏈，模擬荷葉表面的蠟質層，使涂層具有低表面能。通過物理結構和化學改性雙向調控，賦予了水性聚氨酯涂層超強的防水性能。

專利CN201510264885.0公開了一種有機氟改性超支化水性聚氨酯的制備方法，采用有機氟試劑，通過乳液法，將氟元素引入到聚合物上，得到有機氟改性超支化水性聚氨酯，所得的有機氟改性超支化水性聚氨酯適宜單獨使用，也可與其他水性樹脂配合，應用于防水涂料、環保型水性膠粘劑、水性涂料等領域。

專利CN201410599620.1公開了一種水性有機氟改性聚氨酯的制備方法，通過先制備帶親水基團并含-NCO端基的預聚物，然后加入多元胺水溶液進行擴鏈，在強烈攪拌下分散到去離子水中，得到均勻、穩定的水性有機氟改性聚氨酯乳液。

上述發明雖然在一定程度上改善了封端產品的防水性能，但是整體的封端產品的性能有待提升，故其封端的反應均質和熟化效果有待于進一步提高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法及應用，通過超聲波震蕩熟化合成了一種有機氟（C4或C6）封端的水性聚氨酯，并提供了一種水性微納米發泡涂（膜）布運用的方法，從而制得一種具有微納米孔結構的仿生超透超防水涂層。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法，包括熟化工序，熟化過程中伴以超聲波震蕩；本發明的超聲波震蕩是為了促進熟化過程中封端完全反應，使得反應后的產品更加均質，避免在后面涂層聚氨酯的超薄膜（1~40μm）上殘留未封端的聚氨酯結構，確保產品沒有防水的盲點，以形成更大的防水疏水夾角。

作為優選的技術方案：

如上所述的有機氟封端的水性聚氨酯乳液的制備方法，具體步驟如下：

（1）將脫水后的多元醇在溶劑I中溶解，調節反應溫度為80℃后，加入二異氰酸酯，反應0.5~1h后加入催化劑I，繼續反應1~4h；

（2）向步驟（1）的體系中加入親水性擴鏈劑、小分子擴鏈劑、催化劑II，繼續反應1~2h；

（3）向步驟（2）的體系中加入封端劑、催化劑III，于80~86℃下反應1.5~2h；