本發明專利技術公開了一種非離子型水性含氟聚氨酯及其制備方法。非離子型水性含氟聚氨酯，由聚醚N210、聚乙二醇PEG2000、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物、非離子型擴鏈劑、催化劑、稀釋劑和冰水組成。其制備方法包括異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物的制備和非離子型水性含氟聚氨酯的制備兩個步驟。所得的非離子型水性含氟聚氨酯乳膠膜具有良好的耐酸性、耐堿性、耐鹽性、耐水性，對水的接觸角達93-99°。經按GB/T1040-1992塑料拉伸性能試驗方法檢測，其拉伸強度達6.3~8.7MPa，斷裂伸長率為230~350%。其制備方法，實驗條件溫和，操作簡單，適于工業化生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子材料
，具體涉及。
技術介紹
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機溶劑作介質，它具有無毒、無污染等優點。其中，非離子型水性聚氨酯具有較好的耐酸、耐堿、耐鹽穩定性具有潛在的應用價值。文獻(李堅，周曉彤.非離子型水分散性聚氨酯的制備及性能研究.中國膠黏劑，2003，12 (I) :26-29)報道，采用聚醚N210為多元醇，以NCO/ OH=1. 6的比例制備陰離子、陽離子和非離子型水分散性聚氨酯，同等制備條件下比較其力學性能，發現非離子型的只有0. 56MPa，而陽離子型和陰離子型的分別為2. 8MPa和6. 3MPa。文獻(郭鵬，蔡毅.非離子水性聚氨酯乳液的合成及性質.西安科技大學學報，2009,29(5) :607-612)報道了非離子水性聚氨酯的乳膠膜的吸收率，隨-NCO基團和-OH基團預聚反應的摩爾比的不同，吸收率48%飛0%。較高的吸收率說明其耐水性很差。由此可以看出，目前非離子型水性聚氨酯仍存在力學性能差、耐水性不足等技術問題，限制了其進一步應用。
技術實現思路
本專利技術目的之一是為了解決上述的力學性能差、耐水性不足等技術問題而提供一種非離子型水性含氟聚氨酯，該非離子型水性含氟聚氨酯具有良好的耐水性和高強度高等特點。本專利技術目的之二提供上述一種非離子型水性含氟聚氨酯的制備方法。本專利技術的技術方案 一種非離子型水性含氟聚氨酯，按重量份數計算，其原料組成及含量如下 聚醚N21020-40份 聚乙二醇 PEG200040-60 份 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物100-120份 非離子型擴鏈劑4-8份 催化劑0. 02-1. 0份稀釋劑20-40份冰水200份 其中所述的非離子型擴鏈劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物； 所述的稀釋劑為丙酮或丁酮；所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物，按重量份數計算，其原料組成及含量如下 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體100-120份 2，2，2-三氟乙醇10-15份 二月桂酸二丁基錫0.6-1.0份 上述的非離子型水性含氟聚氨酯的制備方法，具體包括如下步驟 (1)、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物的制備 將異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、2，2，2-三氟乙醇及二月桂酸二丁基錫加入到容器中，在氮氣保護下，在80°C下反應3h，得到異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物； (2)、非離子型水性含氟聚氨酯的制備 將聚醚N210、聚乙二醇PEG2000在溫度為120 °C，攪拌轉速為30_60rpm，真空度為720-760mmHg下攪拌脫水Ih,然后在通氮氣下加入異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物，混合均勻后將溫度升至85 90°C左右，反應2h ;然后降溫至60°C，加入非離子型擴鏈劑及催化劑，繼續反應lh，反應過程中加入稀釋劑，最終得到體系I ; 將所得的體系I倒入冰水后于1000r/min高速剪切乳化IOmin后進行減壓蒸餾，減壓蒸餾過程優選控制溫度為30°C，壓力為-755mmHg下進行，減壓蒸餾至蒸餾液中無氣泡，說明稀釋劑已脫出，即得到非離子型水性含氟聚氨酯。本專利技術的有益成果 所述的一種非離子型含氟水性聚氨酯主側鏈結構中分別含有聚乙二醇和三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚，由于其上含有大量的-CH2CH2O-等非離子結構，使制備的水性聚氨酯漆膜具有較好的耐酸、耐堿、耐鹽性能； 由于其結構中含有大量的C-F鍵，C-F鍵鍵能高，而且F原子會與硬段相中-NHCOO-鍵中的H原子形成大量的氫鍵，從而使水性聚氨酯漆膜的力學性能大大提高； 進一步，由于所制的非離子型水性含氟聚氨酯結構中的C-F鍵在固化過程中遷移至材料表面，在涂膜表面層富集了大量含氟基團，從而對非離子型水性含氟聚氨酯進一步提供耐酸、耐堿、耐鹽、耐水的有效保護。進一步，本專利技術所得的一種非離子型含氟水性聚氨酯由于不含有機溶劑，因此具有環保的特點。進一步，本專利技術所得的一種非離子型含氟水性聚氨酯經按GB 1763-1979 (89)漆膜耐化學試劑性測定涂膜的耐酸(HCl 10%)性、耐堿(NaOH 10%)性、耐鹽性(NaCl 3% (重量)水溶液)，經96h的浸泡實驗，涂膜完好，說明非離子型含氟水性聚氨酯乳膠膜具有良好的耐酸性、耐堿性、耐鹽性。經按GB/T 1733-1993漆膜耐水性測定法測定，經96h的浸泡，未發現失光、變色、起泡起皺、脫落、生銹等現象，說明非離子型含氟水性聚氨酯漆膜具有較好的耐水性。采用懸滴法測定其對水的接觸角，其對水的接觸角達93-99° 進一步經按GB/T1040-1992塑料拉伸性能試驗方法檢測，其拉伸強度達6. 3 8. 7MPa，斷裂伸長率為230 350%，進一步表明了其具有較高的力學性能。進一步，本專利技術的非離子型含氟水性聚氨酯乳液經兩步反應制備，反應條件溫和，適合工業化生產。附圖說明圖1、實施例1所得的非離子型水性含氟聚氨酯的紅外光譜圖。具體實施例方式下面通過實施例對本專利技術進一步詳細描述，但并不限制本專利技術。本專利技術各實施例所用的原料均為市售，規格均為化學純。實施例1 一種非離子型水性含氟聚氨酯，按重量份數計算，其原料組成及含量如下聚醚N21020份 聚乙二醇PEG200040份 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物100份非離子型擴鏈劑4份催化劑0. 02份 稀釋劑20份冰水200份 其中所述的非離子型擴鏈劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫； 所述的稀釋劑為丁酮； 所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物，按重量份數計算，其原料組成及含量如下 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體100份 2，2，2-二氟乙醇10份 二月桂酸二丁基錫0. 6份。上述的一種非離子型水性含氟聚氨酯的制備方法，具體包括如下步驟 (1)、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物的制備 在氮氣保護下，三口燒瓶中加入100份異佛爾酮二異氰酸酯三聚體和0. 3份二月桂酸二丁基錫，加入10份2，2，2-三氟乙醇和其余的二月桂酸二丁基錫，80°C下反應2h，即得淡黃色粘稠的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物； (2)、非離子型水性含氟聚氨酯的制備 將20份聚醚N210、40份聚乙二醇PEG2000在溫度為120°C，轉速為30rpm，真空度為760mmHg下進行攪拌脫水lh，然后在通氮氣下加入步驟(I)所得的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物100份，混合均勻后將溫度升至85°C左右，反應2h ;然后降溫至60°C，加入非離子型擴鏈劑三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚4份及二月桂酸二丁基錫0. 02份，繼續反應lh，反應過程中加入稀釋劑丁酮20份，最終得到體系I ; 將所得的體系I倒入冰水200份后于1000r/min高速剪切乳化lOmin，控制溫度為30°C，壓力為-755mmHg下進行減壓蒸餾至蒸餾液中無氣泡，說明稀釋劑丁酮已全部脫出，即得到非離子型水性含氟聚氨酯。上述所得的非離子型水性含氟聚氨酯通過紅外色譜儀(美國Nicolet公司380型)進行紅外光譜分析，所得的紅外光譜圖如圖1所示，從圖1中可以看出，33本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非離子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份數計算，其原料組成及含量如下：聚醚N210?????????????????????????????????20?40份聚乙二醇PEG2000??????????????????????????40?60份異佛爾酮二異氰酸酯三聚體?氟醇加成物???????100?120份非離子型擴鏈劑????????????????????????????4?8份催化劑????????????????????????????????????0.02?1.0份稀釋劑????????????????????????????????????20?40份冰水??????????????????????????????????????200份其中所述的非離子型擴鏈劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚；?所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與???辛酸亞錫組成的混合物；所述的稀釋劑為丙酮或丁酮；?所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體?氟醇加成物，按重量份數計算，其原料組成及含量如下：異佛爾酮二異氰酸酯三聚體?????????????????????100?120份2,2,2?三氟乙醇?????????????????????????????????10?15份二月桂酸二丁基錫??????????????????????????????0.6?1.0份；所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體?氟醇加成物的制備，即將100?120份的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、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錫加入到容器中，在氮氣保護下，在80℃下反應3h，得到異佛爾酮二異氰酸酯三聚體?氟醇加成物。...
【技術特征摘要】
1.一種非離子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份數計算，其原料組成及含量如下 聚醚N21020-40份 聚乙二醇 PEG200040-60 份 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物100-120份 非離子型擴鏈劑4-8份 催化劑0. 02-1. 0份稀釋劑20-40份冰水200份 其中所述的非離子型擴鏈劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物； 所述的稀釋劑為丙酮或丁酮； 所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物，按重量份數計算，其原料組成及含量如下 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體100-120份. 2，2，2-三氟乙醇10-15份 二月桂酸二丁基錫0. 6-1. 0份； 所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物的制備，即將100-120份的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、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錫加入到容器中，在氮氣保護下，在80°C下反應3h，得到異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物。2.如權利要求1所述的一種非離子型水性含氟聚氨酯，其特征在于按重量份數計算，其原料組成及含量如下聚醚N21020份 聚乙二醇PEG200040份 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物100份非離子型擴鏈劑4份稀釋劑20份催化劑0. 02份冰水200份 其中所述的非離子型擴鏈劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫； 所述的稀釋劑為丁酮； 所述的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體-氟醇加成物，按重量份數計算，其原料組成及含量如下 異佛爾酮二異氰酸酯三聚體100份 .2，2，2-二氟乙醇10份 二月桂酸二丁基錫0.6份。3.如權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張英強，李燁，吳蓁，沈冰瑩，施雯，劉悅婷，姜鈺蕓，
申請(專利權)人：上海應用技術學院，
類型：發明
國別省市：
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