本发明专利技术公开了一种非离子型水性含氟聚氨酯及其制备方法。非离子型水性含氟聚氨酯，由聚醚N210、聚乙二醇PEG2000、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物、非离子型扩链剂、催化剂、稀释剂和冰水组成。其制备方法包括异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物的制备和非离子型水性含氟聚氨酯的制备两个步骤。所得的非离子型水性含氟聚氨酯乳胶膜具有良好的耐酸性、耐碱性、耐盐性、耐水性，对水的接触角达93-99°。经按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达6.3~8.7MPa，断裂伸长率为230~350%。其制备方法，实验条件温和，操作简单，适于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及。
技术介绍
水性聚氨酯是指溶于水或分散于水中而形成的聚氨酯。由于聚氨酯乳液用水代替了有机溶剂作介质，它具有无毒、无污染等优点。其中，非离子型水性聚氨酯具有较好的耐酸、耐碱、耐盐稳定性具有潜在的应用价值。文献(李坚，周晓彤.非离子型水分散性聚氨酯的制备及性能研究.中国胶黏剂，2003，12 (I) :26-29)报道，采用聚醚N210为多元醇，以NCO/ OH=1. 6的比例制备阴离子、阳离子和非离子型水分散性聚氨酯，同等制备条件下比较其力学性能，发现非离子型的只有0. 56MPa，而阳离子型和阴离子型的分别为2. 8MPa和6. 3MPa。文献(郭鹏，蔡毅.非离子水性聚氨酯乳液的合成及性质.西安科技大学学报，2009,29(5) :607-612)报道了非离子水性聚氨酯的乳胶膜的吸收率，随-NCO基团和-OH基团预聚反应的摩尔比的不同，吸收率48%飞0%。较高的吸收率说明其耐水性很差。由此可以看出，目前非离子型水性聚氨酯仍存在力学性能差、耐水性不足等技术问题，限制了其进一步应用。
技术实现思路
本专利技术目的之一是为了解决上述的力学性能差、耐水性不足等技术问题而提供一种非离子型水性含氟聚氨酯，该非离子型水性含氟聚氨酯具有良好的耐水性和高强度高等特点。本专利技术目的之二提供上述一种非离子型水性含氟聚氨酯的制备方法。本专利技术的技术方案 一种非离子型水性含氟聚氨酯，按重量份数计算，其原料组成及含量如下 聚醚N21020-40份 聚乙二醇 PEG200040-60 份 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物100-120份 非离子型扩链剂4-8份 催化剂0. 02-1. 0份稀释剂20-40份冰水200份 其中所述的非离子型扩链剂为三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚； 所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡组成的混合物； 所述的稀释剂为丙酮或丁酮；所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，按重量份数计算，其原料组成及含量如下 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体100-120份 2，2，2-三氟乙醇10-15份 二月桂酸二丁基锡0.6-1.0份 上述的非离子型水性含氟聚氨酯的制备方法，具体包括如下步骤 (1)、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物的制备 将异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、2，2，2-三氟乙醇及二月桂酸二丁基锡加入到容器中，在氮气保护下，在80°C下反应3h，得到异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物； (2)、非离子型水性含氟聚氨酯的制备 将聚醚N210、聚乙二醇PEG2000在温度为120 °C，搅拌转速为30_60rpm，真空度为720-760mmHg下搅拌脱水Ih,然后在通氮气下加入异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，混合均匀后将温度升至85 90°C左右，反应2h ;然后降温至60°C，加入非离子型扩链剂及催化剂，继续反应lh，反应过程中加入稀释剂，最终得到体系I ; 将所得的体系I倒入冰水后于1000r/min高速剪切乳化IOmin后进行减压蒸馏，减压蒸馏过程优选控制温度为30°C，压力为-755mmHg下进行，减压蒸馏至蒸馏液中无气泡，说明稀释剂已脱出，即得到非离子型水性含氟聚氨酯。本专利技术的有益成果 所述的一种非离子型含氟水性聚氨酯主侧链结构中分别含有聚乙二醇和三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚，由于其上含有大量的-CH2CH2O-等非离子结构，使制备的水性聚氨酯漆膜具有较好的耐酸、耐碱、耐盐性能； 由于其结构中含有大量的C-F键，C-F键键能高，而且F原子会与硬段相中-NHCOO-键中的H原子形成大量的氢键，从而使水性聚氨酯漆膜的力学性能大大提高； 进一步，由于所制的非离子型水性含氟聚氨酯结构中的C-F键在固化过程中迁移至材料表面，在涂膜表面层富集了大量含氟基团，从而对非离子型水性含氟聚氨酯进一步提供耐酸、耐碱、耐盐、耐水的有效保护。进一步，本专利技术所得的一种非离子型含氟水性聚氨酯由于不含有机溶剂，因此具有环保的特点。进一步，本专利技术所得的一种非离子型含氟水性聚氨酯经按GB 1763-1979 (89)漆膜耐化学试剂性测定涂膜的耐酸(HCl 10%)性、耐碱(NaOH 10%)性、耐盐性(NaCl 3% (重量)水溶液)，经96h的浸泡实验，涂膜完好，说明非离子型含氟水性聚氨酯乳胶膜具有良好的耐酸性、耐碱性、耐盐性。经按GB/T 1733-1993漆膜耐水性测定法测定，经96h的浸泡，未发现失光、变色、起泡起皱、脱落、生锈等现象，说明非离子型含氟水性聚氨酯漆膜具有较好的耐水性。采用悬滴法测定其对水的接触角，其对水的接触角达93-99° 进一步经按GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法检测，其拉伸强度达6. 3 8. 7MPa，断裂伸长率为230 350%，进一步表明了其具有较高的力学性能。进一步，本专利技术的非离子型含氟水性聚氨酯乳液经两步反应制备，反应条件温和，适合工业化生产。附图说明图1、实施例1所得的非离子型水性含氟聚氨酯的红外光谱图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进一步详细描述，但并不限制本专利技术。本专利技术各实施例所用的原料均为市售，规格均为化学纯。实施例1 一种非离子型水性含氟聚氨酯，按重量份数计算，其原料组成及含量如下聚醚N21020份 聚乙二醇PEG200040份 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物100份非离子型扩链剂4份催化剂0. 02份 稀释剂20份冰水200份 其中所述的非离子型扩链剂为三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚； 所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡； 所述的稀释剂为丁酮； 所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，按重量份数计算，其原料组成及含量如下 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体100份 2，2，2-二氟乙醇10份 二月桂酸二丁基锡0. 6份。上述的一种非离子型水性含氟聚氨酯的制备方法，具体包括如下步骤 (1)、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物的制备 在氮气保护下，三口烧瓶中加入100份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和0. 3份二月桂酸二丁基锡，加入10份2，2，2-三氟乙醇和其余的二月桂酸二丁基锡，80°C下反应2h，即得淡黄色粘稠的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物； (2)、非离子型水性含氟聚氨酯的制备 将20份聚醚N210、40份聚乙二醇PEG2000在温度为120°C，转速为30rpm，真空度为760mmHg下进行搅拌脱水lh，然后在通氮气下加入步骤(I)所得的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物100份，混合均匀后将温度升至85°C左右，反应2h ;然后降温至60°C，加入非离子型扩链剂三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚4份及二月桂酸二丁基锡0. 02份，继续反应lh，反应过程中加入稀释剂丁酮20份，最终得到体系I ; 将所得的体系I倒入冰水200份后于1000r/min高速剪切乳化lOmin，控制温度为30°C，压力为-755mmHg下进行减压蒸馏至蒸馏液中无气泡，说明稀释剂丁酮已全部脱出，即得到非离子型水性含氟聚氨酯。上述所得的非离子型水性含氟聚氨酯通过红外色谱仪(美国Nicolet公司380型)进行红外光谱分析，所得的红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，33本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非离子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份数计算，其原料组成及含量如下：聚醚N210?????????????????????????????????20?40份聚乙二醇PEG2000??????????????????????????40?60份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体?氟醇加成物???????100?120份非离子型扩链剂????????????????????????????4?8份催化剂????????????????????????????????????0.02?1.0份稀释剂????????????????????????????????????20?40份冰水??????????????????????????????????????200份其中所述的非离子型扩链剂为三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚；?所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与???辛酸亚锡组成的混合物；所述的稀释剂为丙酮或丁酮；?所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体?氟醇加成物，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：异佛尔酮二异氰酸酯三聚体?????????????????????100?120份2,2,2?三氟乙醇?????????????????????????????????10?15份二月桂酸二丁基锡??????????????????????????????0.6?1.0份；所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体?氟醇加成物的制备，即将100?120份的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、10?15份的2,2,2?三氟乙醇及0.6?1.0份的二月桂酸二丁基锡加入到容器中，在氮气保护下，在80℃下反应3h，得到异佛尔酮二异氰酸酯三聚体?氟醇加成物。...
【技术特征摘要】
1.一种非离子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份数计算，其原料组成及含量如下 聚醚N21020-40份 聚乙二醇 PEG200040-60 份 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物100-120份 非离子型扩链剂4-8份 催化剂0. 02-1. 0份稀释剂20-40份冰水200份 其中所述的非离子型扩链剂为三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚； 所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡组成的混合物； 所述的稀释剂为丙酮或丁酮； 所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，按重量份数计算，其原料组成及含量如下 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体100-120份. 2，2，2-三氟乙醇10-15份 二月桂酸二丁基锡0. 6-1. 0份； 所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物的制备，即将100-120份的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、10-15份的2，2，2-三氟乙醇及0. 6-1. 0份的二月桂酸二丁基锡加入到容器中，在氮气保护下，在80°C下反应3h，得到异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物。2.如权利要求1所述的一种非离子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份数计算，其原料组成及含量如下聚醚N21020份 聚乙二醇PEG200040份 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物100份非离子型扩链剂4份稀释剂20份催化剂0. 02份冰水200份 其中所述的非离子型扩链剂为三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚； 所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡； 所述的稀释剂为丁酮； 所述的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，按重量份数计算，其原料组成及含量如下 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体100份 .2，2，2-二氟乙醇10份 二月桂酸二丁基锡0.6份。3.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张英强，李烨，吴蓁，沈冰莹，施雯，刘悦婷，姜钰芸，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：
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