一种聚氨酯-氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，属于水性聚氨酯制备


技术介绍

[0002]水性聚氨酯乳液是一种无毒材料，具有优异的附着力、良好的耐化学性、优异的柔韧性和耐候性，广泛应用于织物、金属、木材、涂料等胶粘剂，特别是涂料领域。为了分散或溶于水，大多数水性聚氨酯分子结构中含有离子基团。不幸的是，由于存在离子基团，干燥的水性聚氨酯薄膜通常是亲水的，这限制了水性聚氨酯作为疏水材料的应用。
[0003]通常，强疏水性组分(例如氟化单体)可并入水性聚氨酯结构中以补偿这一缺陷。许多含氟碳侧链的聚合物的低临界表面能主要是由于其表面上的CF3基团含量较高。由于氟原子的低极化和强电负性，氟化聚合物具有许多有用和理想的特性，如高热、化学、老化、热稳定性和热稳定性，以及耐候性、独特的表面性质和低表面能。
[0004]改性后的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸酯乳液有望结合氟丙烯酸酯和聚氨酯的一些优点，如耐水性、优异的力学性能、诱人的附着力和良好的耐化学性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，既能在保证水性聚氨酯硬度、诱人的附着力等的同时又赋予改性聚氨酯涂膜优良的耐水性、优异的力学性能和良好的耐化学性。
[0006]本专利技术的技术方案，一种聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：首先制备丙烯酸双键封端的水性聚氨酯，再采用氟化合物与丙烯酸双键封端的水性聚氨酯聚合，合成水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液，然后加入交联剂使之形成了连续的聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜。
[0007]进一步地，步骤如下：
[0008](1)二聚酸聚酯二元醇前处理：将二聚酸聚酯二元醇升温，真空脱水处理，得到脱水后的二聚酸聚酯二元醇；
[0009](2)双键封端的水性聚氨酯的制备：加入催化剂和二异氰酸酯，升温，滴加步骤(1)所得脱水后的聚碳酸酯二元醇反应，当NCO达到理论值时结束，得到初聚体；控制初聚体温度，加入扩链剂和溶剂A反应；当NCO达到理论值后，降温，然后加入封端剂和阻聚剂反应，当
‑
NCO红外吸收峰完全消失时终止反应；降温，加入中和剂，高速剪切，再加入去离子水剪切乳化，减压旋蒸除去溶剂A，得到双键封端的水性聚氨酯；
[0010](3)水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液的制备：加入步骤(2)所得的双键封端的水性聚氨酯加热，加入含氟化合物，高速剪切，然后升温，加入引发剂，反应后停止聚合，得到水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液；
[0011](4)交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液的制备：将交联剂与去离子水混合，
然后将其加入到步骤(3)制备的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液中，得到交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液；
[0012](5)聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备：将交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液浇注在载体表面，制备交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸薄膜，高温真空下干燥，高温脱水，即得聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜。
[0013]进一步地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；
[0014]所述扩链剂为二羟甲基丙酸DMPA或二羟甲基丁酸DMBA；
[0015]所述封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯和/或丙烯酸羟乙酯。
[0016]所述阻聚剂为对苯二酚或对甲氧基苯酚；
[0017]所述中和剂为三乙胺；
[0018]所述引发剂为过硫酸铵；
[0019]所述交联剂为氮丙啶交联剂，三羟甲基丙烷三(2
‑
甲基
‑1‑
氮丙啶丙酸酯)。
[0020]进一步地，所述溶剂A为丙酮、丁酮及N,N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或几种。
[0021]进一步地，所述含氟化合物为甲基丙烯酸十二氟庚酯和/或甲基丙烯酸八氟戊酯。
[0022]进一步地，步骤(1)中，将二聚酸聚酯二元醇升温至80
‑
100℃、0.08
‑
0.09MPa真空脱水处理30
‑
60min，得到脱水后的二聚酸聚酯二元醇。
[0023]进一步地，步骤(2)中，加入催化剂0.02
‑
0.04mmol和二异氰酸酯0.02
‑
0.08mol，将温度升至60
‑
70℃；以1
‑
2滴/s的速度滴加0.01
‑
0.04mol步骤(1)所得脱水后的聚碳酸酯二元醇反应2
‑
3h，当NCO达到理论值时结束，得到初聚体；将初聚体温度控制在78
‑
80℃，加入扩链剂0.005
‑
0.02mol和溶剂A 3
‑
8mL，反应2
‑
3h；当NCO达到理论值后，将温度降至40
‑
50℃，然后加入封端剂0.02
‑
0.08mol和阻聚剂0.001
‑
0.002mol，反应2
‑
3h，直到当
‑
NCO红外吸收峰完全消失时终止反应；将反应温度降至25
‑
35℃，加入中和剂0.005
‑
0.02mol，1300
‑
1500r/min高速剪切30
‑
45min，再加入去离子水60
‑
80mL，1300
‑
1500r/min乳化30
‑
60min，0.08
‑
0.1MPa减压旋蒸30
‑
60min除去溶剂A，得到双键封端的水性聚氨酯。
[0024]进一步地，步骤(3)中，加入步骤(2)所得的双键封端的水性聚氨酯0.002
‑
0.004mol，并加热到45
‑
55℃，加入含氟化合物0.004
‑
0.008mol，在45
‑
55℃高速剪切25
‑
35min，然后升温至75
‑
85℃，在1
‑
2h内加入引发剂0.001
‑
0.002mol，3
‑
5h后停止聚合，得到水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液。
[0025]进一步地，步骤(4)中，将交联剂与去离子水混合，重量比为1：1，交联剂的量为0.0001
‑
0.0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：首先制备丙烯酸双键封端的水性聚氨酯，再采用氟化合物与丙烯酸双键封端的水性聚氨酯合成水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液，最后加入交联剂使之形成了连续的聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜。2.如权利要求1所述聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是步骤如下：(1)二聚酸聚酯二元醇前处理：将二聚酸聚酯二元醇升温，真空脱水处理，得到脱水后的二聚酸聚酯二元醇；(2)双键封端的水性聚氨酯的制备：加入催化剂和二异氰酸酯，升温，滴加步骤(1)所得脱水后的聚碳酸酯二元醇反应，当NCO达到理论值时结束，得到初聚体；控制初聚体温度，加入扩链剂和溶剂A反应；当NCO达到理论值后，降温，然后加入封端剂和阻聚剂反应，当
‑
NCO红外吸收峰完全消失时终止反应；降温，加入中和剂，高速剪切，再加入去离子水剪切乳化，减压旋蒸除去溶剂A，得到双键封端的水性聚氨酯；(3)水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液的制备：加入步骤(2)所得的双键封端的水性聚氨酯加热，加入含氟化合物，高速剪切，然后升温，加入引发剂，反应后停止聚合，得到水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液；(4)交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液的制备：将交联剂与去离子水混合，然后将其加入到步骤(3)制备的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液中，得到交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液；(5)聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备：将交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液浇注在载体表面，制备交联的水性聚氨酯
‑
氟化丙烯酸薄膜，高温真空下干燥，高温脱水，即得聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜。3.如权利要求2所述聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；所述扩链剂为二羟甲基丙酸DMPA或二羟甲基丁酸DMBA；所述封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯和/或丙烯酸羟乙酯。所述阻聚剂为对苯二酚或对甲氧基苯酚；所述中和剂为三乙胺；所述引发剂为过硫酸铵；所述交联剂为氮丙啶交联剂，三羟甲基丙烷三(2
‑
甲基
‑1‑
氮丙啶丙酸酯)。4.如权利要求2所述聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：所述溶剂A为丙酮、丁酮及N,N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或几种。5.如权利要求2所述聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：所述含氟化合物为甲基丙烯酸十二氟庚酯和/或甲基丙烯酸八氟戊酯。6.如权利要求2所述聚氨酯
‑
氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：步骤(1)中，将二聚酸聚酯二元醇升温至80
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100℃、0.08
‑
0.09MPa真空脱水处理30
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60min，得到脱水后的二聚酸聚酯二元醇。7.如权利要求2所述聚氨酯
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氟化丙烯酸杂化乳液涂膜的制备方法，其特征是：步骤(2)中，加入催化剂0.02
‑
0.04mmol和二异氰酸酯0.02
‑
0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伯龙，安炳辉，姚旭，宋健，曹小凤，王利魁，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：