一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，用于涂料的制備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于人們對(duì)材料性能的要求不斷提高，作為具有多種優(yōu)良性能的含氟聚氨酯材料受到了各界的廣泛關(guān)注。
[0003]目前，聚氨酯己經(jīng)在涂料、黏合劑、航空航天材料、醫(yī)用制品等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，尤其是綠色環(huán)保的水性含氟聚氨酯材料成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。含氟水性聚氨酯一丙烯酸酯涂料作為水性涂料中綜合性能最好的一類，含氟高聚物作為一類特種高分子材料，由于氟原子具有半徑小，電負(fù)性強(qiáng)、碳氟鍵的鍵能高等特點(diǎn)，因此含氟鏈段的引入，使材料具有車父低的表面能、良好的疏水疏油性、耐尚低溫以及抗沾污等性能。
[0004]在聚氨酯大分子結(jié)構(gòu)中引入含氟基團(tuán)，既能夠保留聚氨酯材料優(yōu)異的機(jī)械性能和兩相微結(jié)構(gòu)特征，又有希望消除因?qū)郯滨ミM(jìn)行親水改性而導(dǎo)致涂膜耐水性下降的弊病，同時(shí)賦予涂膜優(yōu)異的表面性能，目前采用氟改性聚氨酯己成為水性聚氨酯材料的一個(gè)新興發(fā)展方向。
[0005]現(xiàn)有的水性聚氨酯涂料的制備較為困難，制備出來(lái)的涂料達(dá)不到較好的防滲透、耐腐蝕、耐壓等性能，使得實(shí)際應(yīng)用中不能體現(xiàn)出最佳的效果。
[0006]因此有必要設(shè)計(jì)一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，以克服上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，其制備出來(lái)的功能水性聚氨酯涂料，具有防水、防滲漏、強(qiáng)附著、耐腐蝕、耐壓等優(yōu)異性能。
[0008]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟:步驟一:在四口燒瓶中加入聚四氫呋喃二醇，于110-120°C進(jìn)行真空脫水1-1.5小時(shí)，將溫度降至75-80°(:，再加入異佛爾酮二異氰酸酯，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)1-2小時(shí)，得到預(yù)聚體;步驟二:在75-80°C的條件下，向上述預(yù)聚體加入I，4_丁二醇，反應(yīng)1-2小時(shí)后，加入含有二羥甲基丙酸的N-甲基毗咯烷酮溶液，并在75-80 0C的條件下，反應(yīng)3-4小時(shí)，得到擴(kuò)鏈體系;步驟三:將上述擴(kuò)鏈體系降溫至35-40°C，滴加甲基丙烯酸β-羥乙酯，反應(yīng)1-2小時(shí)，待體系降至室溫后，加入三乙胺得到乳液，并加入去離子水，高速攪拌分散至上述乳液分散完全，得到水性聚氨酯乳液；步驟四:以上述水性聚氨酯乳液為原料，在55-60 °C氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉為乳化劑，向水性聚氨酯乳液中滴加甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯單體，并以過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的氧化還原體系作為引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合，最后得到氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液，即為功能水性聚氨酯涂料。
[0009 ]進(jìn)一步地，在步驟一中加入二丁基二月桂酸錫作為反應(yīng)催化劑。
[0010]進(jìn)一步地，步驟四中，全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為1:1。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供了一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，通過(guò)上述制備方法制備出來(lái)的功能水性聚氨酯涂料具有防水、防滲漏、強(qiáng)附著、耐腐蝕、耐壓等優(yōu)異性能。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，用于制備功能水性聚氨酷涂料。
[0014]本發(fā)明采用異佛爾酮二異氰酸酯和聚四氫呋喃二醇作為原料，其中聚四氫呋喃二醇的相對(duì)分子量為1000，以I，4一丁二醇和二羥甲基丙酸作為擴(kuò)鏈劑，含有雙鍵并且含有羥基的甲基丙烯酸β-羥乙酯作為封端劑，制備出聚氨酯大分子單體，并將其進(jìn)行水分散后得到聚氨酯乳液;用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯與雙鍵封端的聚氨酯大分子單體通過(guò)乳液共聚合的方法制備出含氟水性聚氨酯一丙烯酸酯乳液。
[0015]本發(fā)明的制備包括以下步驟:
步驟一，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng):在四口燒瓶中加入聚四氫呋喃二醇，于110-120°C進(jìn)行真空脫水1-1.5小時(shí)，將溫度降至75-80°C，再加入異佛爾酮二異氰酸酯，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)1-2小時(shí)，得到預(yù)聚體;在預(yù)聚合反應(yīng)中加入2-3滴二丁基二月桂酸錫作為反應(yīng)催化劑。
[0016]步驟二，進(jìn)行擴(kuò)鏈:在75_80°C的條件下，向上述預(yù)聚體中緩慢加入I，4_丁二醇，反應(yīng)1-2小時(shí)后，加入含有二羥甲基丙酸的N-甲基毗咯烷酮溶液，并在75-80°C的條件下，反應(yīng)3-4小時(shí)，得到擴(kuò)鏈體系。
[0017]步驟三，進(jìn)行水分散:將上述擴(kuò)鏈體系降溫至35_40°C，滴加甲基丙烯酸β_羥乙酯，反應(yīng)1-2小時(shí)，待體系降至室溫后，加入三乙胺，中和上述液體中90%的醋酸根離子，得到乳液，一段時(shí)間后，加入去離子水，高速攪拌分散至上述乳液分散完全，得到水性聚氨酯乳液。
[0018]步驟四，制備氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液:以上述水性聚氨酯乳液為原料，在55-60°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉為乳化劑，其中，全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為1:1。向水性聚氨酯乳液中滴加甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯單體，并以過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的氧化還原體系作為引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合，最后得到氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液，即為功能水性聚氨酯涂料。通過(guò)上述制備方法制備出來(lái)的功能水性聚氨酯涂料具有防水、防滲漏、強(qiáng)附著、耐腐蝕、耐壓等優(yōu)異性能。
[0019]本發(fā)明將含氟丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯和雙鍵封端的聚氨酯預(yù)聚體通過(guò)乳液共聚合，成功制備了氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液，所得乳液均一穩(wěn)定，成膜后材料具有優(yōu)異的表面性能和力學(xué)性能。所制備的氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液均一穩(wěn)定，薄膜力學(xué)性能優(yōu)良、耐水性良好、而且對(duì)環(huán)境污染很小，因此作為一種新型的功能水性涂料，完全能夠滿足使用的需求。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:在四□燒瓶中加入聚四氫呋喃二醇，于110-120°c進(jìn)行真空脫水1-1.5小時(shí)，將溫度降至75-80°C，再加入異佛爾酮二異氰酸酯，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)1-2小時(shí)，得到預(yù)聚體； 步驟二:在75-80°C的條件下，向上述預(yù)聚體加入I，4_丁二醇，反應(yīng)1-2小時(shí)后，加入含有二羥甲基丙酸的N-甲基毗咯烷酮溶液，并在75-80°C的條件下，反應(yīng)3-4小時(shí)，得到擴(kuò)鏈體系; 步驟三:將上述擴(kuò)鏈體系降溫至35-40°C，滴加甲基丙烯酸β-羥乙酯，反應(yīng)1-2小時(shí)，待體系降至室溫后，加入三乙胺得到乳液，并加入去離子水，高速攪拌分散至上述乳液分散完全，得到水性聚氨酯乳液； 步驟四:以上述水性聚氨酯乳液為原料，在55-60 °C氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉為乳化劑，向水性聚氨酯乳液中滴加甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯單體，并以過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的氧化還原體系作為引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合，最后得到氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液，即為功能水性聚氨酯涂料。2.如權(quán)利要求1所述的一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于:在步驟一中加入二丁基二月桂酸錫作為反應(yīng)催化劑。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于:步驟四中，全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為I: I。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種功能水性聚氨酯涂料的制備方法，包括以下步驟：在四口燒瓶中加入聚四氫呋喃二醇，再加入異佛爾酮二異氰酸酯，得到預(yù)聚體；向預(yù)聚體加入1，4-丁二醇，加入含有二羥甲基丙酸的N-甲基毗咯烷酮溶液，得到擴(kuò)鏈體系；滴加甲基丙烯酸β-羥乙酯，加入三乙胺，高速攪拌分散至上述乳液分散完全，得到水性聚氨酯乳液；以水性聚氨酯乳液為原料，以全氟辛酸銨和十二烷基硫酸鈉為乳化劑，滴加甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯，并以過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的氧化還原體系作為引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合，得到氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液，即為功能水性聚氨酯涂料，該功能水性聚氨酯涂料具有防水、防滲漏、強(qiáng)附著、耐腐蝕、耐壓等優(yōu)異性能。
【IPC分類】C08F283/00, C08G18/75, C09D151/08, C08G18/48, C09D5/08, C08F220/14, C08G18/32, C08G18/67, C08G18/10, C08G18/34, C08G18/66, C08F220/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105647330
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】向曉燕
【申請(qǐng)人】湖北羿廷化工科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日