[发明专利]一种水性有机氟改性聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性有机氟改性聚氨酯的制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

随着社会的高速发展，环境污染问题越来越引起人们的重视，基于环保、能源节约、资源整合的需求，积极开发环境友好型水基聚合物成为当务之急。

水性聚氨酯PU以水为分散介质，有溶剂型PU的耐低温、柔韧性好、粘结强度高等优良性能，又有气味小、不污染环境、节约能源等优点，广泛用于轻纺、印染、皮革加工、涂料和造纸等行业。众所周知，氟碳烷烃具有极低的表面自由能，在各种基体低表面能改性中已得到广泛应用。目前，对含氟二醇软、硬段和扩链剂等缩合共聚引入聚氨酯主链的研究报道较多，黄松等人在《水性含氟聚氨酯的合成及其膜性能的研究》一文中介绍了通过自由基共聚引入丙烯酸酯氟碳链改性水性聚氢酯，该法使用大量且种类繁多的有机溶剂，对环境污染大，经济效益差。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的缺陷，提供一种环境友好，工艺可控，经济效益好的水性有机氟改性聚氨酯的制备方法。

为实现上述发明目的，一种有机氟改性聚氨酯的制备方法，本发明采用以下技术方案：首先制备带亲水基团并含-NCO端基的预聚物，在高速搅拌下将其分散于去离子水中，然后加入多元胺水溶液进行扩链，生成高分子量的水性聚脲聚胺脂。具体采用如下步骤：

A、在一配备搅拌、滴液漏斗、温度计和氮气进出口的反应器中，加入计量的聚乙二醇、1,4一丁二醇，二月桂酸二丁基锡，开动搅拌，通人氮气，分批次加入异氟尔酮二异氰酸酯,升温至40℃～90℃，反应1～3h；

B、向步骤A所得溶液中滴加二羟甲基丙酸，保温反应0.5～3h；继续滴加二乙醇胺，反应1～6h，得到聚氨酯预聚体溶液；

C、氮气保护下，向步骤B所得预聚体溶液中加入计量的偶氮二异丁腈，缓慢滴加甲基丙烯酸十二氟庚酯，保持温度80～90℃，反应5～10h，制得水性有机氟改性聚氨酯；

D、将步骤C中所制有机氟改性聚氨酯在强烈搅拌下分散到去离子水中，得到均匀、稳定的水性有机氟改性聚氨酯乳液。

所述异氟尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇的重量比为1～20:1。

所述聚乙二醇为PEG800,PEG1000，PEG2000。

所述异氟尔酮二异氰酸酯和1,4一丁二醇重量比为5～30:1。

所述异氟尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯的重量比为1～10:1。

本发明提供的一种水性有机氟改性聚氨酯的制备方法，相比现有技术，具有以下有益效果：

预聚体分散法的优点是工艺简单，能节省大量的溶剂，便于连续化工业生产。

1,4一丁二醇即是反应溶剂，同时也作为反应物对聚氨酯预聚体进行封端反应，反应体系中未引进额外的溶剂，从而大大缩减了工厂管理成本和生产成本。

具体实施例

以下通过实施例对本发明作进一步的解释说明：

实施例1

在一配备搅拌、滴液漏斗、温度计和氮气进出口的反应器中，加入380kg的PEG800，30kg的1,4一丁二醇，0.6kg二月桂酸二丁基锡，开动搅拌，通人氮气，分批次加入异氟尔酮二异氰酸酯500kg,升温至60℃，反应2h；向反应液中滴加45kg二羟甲基丙酸，滴加完毕继续反应1.5h；继续滴加38kg二乙醇胺，反应1h，得到聚氨酯预聚体溶液；向所述预聚体溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈3kg，缓慢滴加65kg甲基丙烯酸十二氟庚酯，保持温度80～90℃，反应8h，制得水性有机氟改性聚氨酯；将所制有机氟改性聚氨酯在强烈搅拌下分散到3000kg去离子水中，得到均匀、稳定的水性有机氟改性聚氨酯乳液。

实施例2

在一配备搅拌、滴液漏斗、温度计和氮气进出口的反应器中，加入350kg的PEG800，50kg的1,4一丁二醇，0.6kg二月桂酸二丁基锡，开动搅拌，通人氮气，分批次加入异氟尔酮二异氰酸酯500kg,升温至60℃，反应2h；向反应液中滴加50kg二羟甲基丙酸，滴加完毕继续反应1.5h；继续滴加38kg二乙醇胺，反应1h，得到聚氨酯预聚体溶液；向所述预聚体溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈3kg，缓慢滴加55kg甲基丙烯酸十二氟庚酯，保持温度80～90℃，反应10h，制得水性有机氟改性聚氨酯；将所制有机氟改性聚氨酯在强烈搅拌下分散到3000kg去离子水中，得到均匀、稳定的水性有机氟改性聚氨酯乳液。

实施例3