[发明专利]一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体地，涉及一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

应环境法规要求，水性涂料发展迅速，在先进国家水性涂料的生产占涂料总量的一半以上，水性涂料的基础理论日益完善，应用逐渐广泛。聚氨酯材料因其优异的耐磨耗、耐化学腐蚀、兼顾高弹性和强度等优良性能，应用广泛，聚氨酯品种多，理论研究和生产工艺成熟。在20世纪60年代，水性聚氨酯已有大量研究和报道，但水性聚氨酯的性能存在一些问题，如耐水耐溶剂性能下降，因此，水性聚氨酯的理论研究、产品开发以及改性等是水性涂料的发展方向。

含氟聚合物具有优良的耐溶剂、耐热性、低表面自由能等性能，在材料表面产生氟元素富集效应，用含氟聚合物改善材料表面性能是研究的一个热点。用含氟聚合物对水性聚氨酯的改性研究已有许多报道，HyejinLim等合成大分子含氟二醇，以其作扩链剂引入聚氨酯链中，合成侧链含氟水性聚氨酯；HongTan等以含氟侧链引入聚氨酯中，研究了氟链段在表面的迁移。UV固化技术具有快速固化、环保高效等特点，进入人们的视野，有关UV固化水性含氟聚氨酯的研究备受人们的青睐，中国专利CN：201210565342.9公开了一种以异佛尔酮二异氰酸酯三聚体与含氟醇反应生成加成物制备UV光固化水性含氟聚氨酯乳胶膜及其制备方法；Hyeon-DeukHwang等用全氟醚二醇为软段，合成了软段主链含氟UV固化聚氨酯乳液，但目前，含氟双官能团单体的制备成本高，提纯工序繁琐，在国内含全氟烷基二醇更是少见，限制了UV固化水性含氟聚氨酯的研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有产品存在的不足，提供一种含氟烷基二醇。

本发明的要解决的另一技术问题在于提供一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯树脂。

本发明的要解决的另一技术问题在于提供一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料。

本发明的要解决的另一技术问题在于提供一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种含氟烷基二醇，所述含氟烷基二醇具有式（Ⅰ）所示结构：

式（Ⅰ）；

其中R_f为含氟基团，含氟基团为碳原子数为1～20的全氟烷基；R₁=H，Me，CF3或卤素，m≥0；R₂=H或Me；p≥0；n＞0；

所述含氟烷基二醇的制备方法如下：

按重量份数计，将1～90份含氟丙烯酸酯类单体、0～90份丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体、0.1～15份链转移二醇、0.01～2份引发剂、10～80份溶剂在50℃～90℃氮气氛围下，以半滴定溶液聚合法反应6～24h，经正己烷或石油醚沉淀提纯制得含氟烷基二醇。

所述的含氟丙烯酸酯类单体可表示为R_f(CH₂)_mOC(O)CR₁=CH₂，其中R_f为含氟基团，多为碳原子数为1～20的全氟烷基；R₁=H，Me，CF₃或卤素，m≥0。优选地，所述含氟丙烯酸酯类单体为（甲基）丙烯酸全氟烷基酯、（甲基）丙烯酸含硫杂原子全氟烷基酯、（甲基）丙烯酸全氟含氮氟烷基酯或（甲基）丙烯酸全氟磺酰胺酯。

所述的丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸甲酯等；所述的链转移二醇为1-硫代甘油；所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈等，优选偶氮二异丁腈；所述的溶剂为甲苯、四氢呋喃等低沸点惰性溶剂，优选四氢呋喃。

一种可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，按重量份数计，所述涂料由以下组分组成：20～50份的可UV固化侧链含氟水性聚氨酯树脂、40～80份的去离子水、0.5～4.0份的光引发剂、0.5～2.0份的成膜助剂、0.1～1.0份的消泡剂、0.1～1.0份的流平剂、0.1～1.0份防腐防霉剂和0.1～1.0份增稠剂；

优选地，所述可UV固化侧链含氟水性聚氨酯涂料，按质量份数计，所述涂料由以下组分组成：30份的水溶性UV固化含氟丙烯酸酯树脂、65.5份的去离子水、2.0份的光引发剂、1.0份的成膜助剂、0.5份的消泡剂、0.5份的流平剂、0.2份防腐防霉剂和0.3份增稠剂；