[发明专利]一种改性氟碳树脂及由其制备的无异氰酸酯氟碳树脂

说明书

本发明公开了一种改性氟碳树脂及由其制备的无异氰酸酯氟碳树脂。该改性氟碳树脂是在含有氟树脂和氨基甲酸酯的体系中加入催化剂A反应后制得；其中氟树脂为三氟氯乙烯或四氟氯乙烯；催化剂A为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾中的至少一种。无异氰酸酯氟碳树脂是在含上述改性氟碳树脂和聚醛以及溶剂的体系中加入催化剂B反应制得，其中氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丁酯和氨基甲酸正戊酯的至少一种，聚醛为聚二醛或聚多醛，催化剂B为醋酸、硫酸、盐酸、硫酸锆、磷钨酸中的至少一种。该无异氰酸酯氟碳树脂在使用时按照常规方法制成涂料即可，耐候性和耐化学介质腐蚀能力强，且成本低、无毒安全、施工方便、适用范围广。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，具体涉及一种改性氟碳树脂及由其制备的无异氰酸酯氟碳树脂。

背景技术

含氟树脂是以含氟烯烃，如四氟乙烯（TFE）、三氟氯乙烯（CTFE）、偏二氯乙烯（VDF）、氟乙烯（VF）等为基本单元进行均聚或共聚，或以此为基础与其它单体进行共聚，以及侧链上含有氟碳化学键的单体自聚或共聚而得到的分子结构中含有较多氟碳键（F-C）的聚合物。而以含氟树脂为基础制成的涂料称为氟碳树脂涂料（Fluorocarbons resinCoatings）。在欧美等西方国家称之为“氟碳涂料”（Fluorocarbons Coatings），日本称为氟碳树脂涂料，在我国习惯上称为“含氟涂料”或“氟涂料”。其主要特点是树脂中含有大量的F-C键，其键能为485 J/mol，在所有化学键中堪称第一。在受热、光（包括紫外线）的作用下，F-C键难以断裂，因此显示出超强的耐候性和耐化学介质腐蚀性，稳定性是所有树脂涂料中最好的。这就基本决定了它具有比一般其它类型涂层材料更为优异的使用性能，因此在行业内有“涂料王”之称。作为一种高科技功能性涂料和一种全新的表面装饰防护材料，其耐候、耐化学腐蚀等许多性能均优于目前市面上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料。氟涂料已在建筑、化工、电气、电子、机械、航空航天、家庭用品等领域得到广泛应用，尤其是在重污染、强腐蚀的环境中，更显示了其优越的防护性能。

目前绝大部分氟碳涂料都是由异氰酸酯和多元醇反应制得。而异氰酸酯的合成国内外普遍采用光气法，光气是剧毒气体，存在严重的安全隐患，生产安全性差。随着环保意识的不断增强，各国对光气法工艺做出了越来严格的限制。但是传统氟碳涂料固化方法存在一些无法克服的问题：①异氰酸酯本身毒性很大，且易挥发，可通过呼吸道、皮肤等进入人体，对人体健康和环境造成严重的危害；②生产异氰酸酯的原料——光气毒性更大，在生产与使用中会对人体和环境造成更大的危害；③异氰酸酯对湿气敏感，给聚氨酯特别是其涂料的生产、运输和储存带来了较大的困难。近年来，随着人们环保理念、职业健康和安全意识的增强，异氰酸酯的危害性引起社会各界极大的关注，相应的法律法规要求也日益严格。如国家标准《GB 18581—2009 室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》中规定，室内空间游离异氰酸酯质量分数＜0.2%；世界卫生组织严格规定异氰酸酯聚合物中游离单体质量分数必须控制在0.5%以下。异氰酸酯本身由光气制得。后者是高毒和高腐蚀性气体，遇水分解放出氯化氢。经吸入或与皮肤接触，使人体中毒，对眼、鼻及喉咙有强刺激性。即使微量也很危险，易引起肺水肿，以至缺氧窒息。因此，需严格控制反应工艺参数，避免泄漏，以确保安全。这些均导致生产过程对人体和环境的不安全性。