[发明专利]一种有机氟改性超支化水性聚氨酯的制备方法

摘要

本发明提供了一种有机氟改性超支化水性聚氨酯的制备方法，该方法分为以下步骤：(1)合成水性端羟基超支化聚氨酯核；(2)以二异氰酸酯，低聚物二元醇，扩链剂，封端剂等合成双键封端的线性聚氨酯预聚体；(3)将线性聚氨酯接枝到端羟基超支化聚氨酯上；(4)通过乳液法，将氟元素引入到聚合物上，即可得到有机氟改性超支化水性聚氨酯。根据本发明制备有机氟改性超支化水性聚氨酯，所用原料便宜易得，来源广，且合成工艺简单，易于工业化生产。所得的有机氟改性超支化水性聚氨酯适宜单独使用，也可与其他水性树脂配合，应用于防水涂料、环保型水性胶粘剂、水性涂料等领域，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种有机氟改性超支化水性聚氨酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照二异氰酸酯与亲水扩链剂摩尔比例为3‑6:1加料，在三口瓶中搅拌混合混匀后，在惰性气体氛围中，于70‑90℃反应1‑4小时，冰盐浴降温至0℃以下，滴加与剩余‑NCO基团摩尔比例为0.4‑0.8:1的含有两个羟基的仲胺，1‑3小时滴加完后，滴加完后继续搅拌0.5‑2小时，升温至60‑110℃反应1‑5小时，得到超支化聚氨酯HBPU，合成过程使用N,N‑二甲基甲酰胺作溶剂使得固含为30%‑70%；（2） 按照摩尔比例为3‑7:1加入二异氰酸酯和低聚物二元醇，在三口瓶中搅拌混合混匀后，通入惰性气体，于70‑90℃反应1‑4小时，加入亲水扩链剂和非亲水扩链剂使得剩余‑NCO基团的摩尔量为加入量的10‑35%，于70‑90℃反应1‑5小时，降温至30‑60℃，加入剩余‑NCO基团的摩尔量50‑70%的封端剂，于50‑90℃反应1‑4小时，合成双键封端线性聚氨酯预聚体；（3） 将HBPU和双键封端线性聚氨酯预聚体按一定比例混合，使得HBPU中含‑OH的物质的量与预聚体中含‑NCO基团的比例为0.5‑2.5，于50‑110℃反应1‑5小时，向产物加入中和度为100%的中和剂中和以后，在搅拌下加入水进行乳化分散，固含为30‑60%，将有机溶剂旋蒸除去，得到超支化水性聚氨酯；（4）将步骤（3）得到的超支化水性聚氨酯加入占聚氨酯总质量的5‑20%的有机氟试剂，并加入反应单体质量0.5‑2%的引发剂，于50‑90℃反应1‑5小时，得到有机氟超支化水性聚氨酯；所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸盐、乙二羟基乙磺酸盐的一种或多种，非亲水扩链剂为1,4‑丁二醇、1,3‑丁二醇、一缩二乙二醇、乙二醇中的一种或几种的混合物；所述含两个羟基的仲胺为二异丙醇胺、二乙醇胺的一种或两种；所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6‑己二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；所述低聚物二元醇为聚四氢呋喃、聚乙二醇，PCL、聚醚N210、聚醚N220中的一种或几种的混合物；所述封端剂由A和B两种组分混合而成或由B组分单独组成；所述A组分为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、正辛醇、癸醇中的一种；所述B组分为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种；所述中和剂为氨水、三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的混合物；所述有机氟试剂为甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种的混合物；所述引发剂为过氧化苯甲酰、过硫酸钾中的一种或两种的混合物。