[发明专利]一种氟化聚氨酯纳米复合材料及其制备

权利要求书

1.一种氟化聚氨酯纳米复合材料，其特征在于，原料包括：亲水性聚醚多元醇、脂肪族二异氰酸酯、含氟一元醇、扩链剂、纳米氧化铝和纳米碳化硅；所述的脂肪族二异氰酸酯的-NCO基与亲水性聚醚多元醇的-OH基的摩尔比为1∶0.5～0.95；所述的脂肪族二异氰酸酯与扩链剂的摩尔比为1∶0.5～1；所述的脂肪族二异氰酸酯与含氟一元醇的摩尔比为1∶0.1～0.5；纳米氧化铝、纳米碳化硅分别在喷涂固化成膜的氟化聚氨酯纳米复合材料的重量含量为2～5％、10～15％；

包括以下制备步骤：将亲水性聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯、含氟一元醇两种中一种成分混合，将所得混合液在氮气保护下放入反应釜内，在55-65℃下加入脂肪族二异氰酸酯、含氟一元醇两种中的余下一种成分及溶剂，95-105℃下搅拌2～4小时，加入扩链剂、催化剂和经通氟超声波分散的纳米氧化铝和纳米碳化硅的乙醇溶液，搅拌1～2小时，50～100℃下继续反应0.5～1小时，得到氟化聚氨酯纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种氟化聚氨酯纳米复合材料，其特征在于，亲水性聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇或聚氧化乙烯-氧化丙烯二醇；

聚乙二醇分子式：CH₂OH-(CH₂CH₂O)_n-CH₂OH，

聚丙二醇分子式：H[OCH(CH₃)CH₂]_nOH，

聚氧化乙烯-氧化丙烯二醇分子式：HO(C₂H₄O)_m(C₃H₆O)_n；亲水性聚醚多元醇分子量200-4000。

3.根据权利要求1所述的一种氟化聚氨酯纳米复合材料，其特征在于，所述的含氟一元醇为全氟烷基乙醇、含杂原子的全氟烷基乙醇，全氟烷基乙醇分子式：C₂F₅(CF₂CF₂)_n CH₂CH₂OH其中n＝2～6，含杂原子的全氟烷基乙醇：CF₃(CF₂)_n R CH₂CH₂OH其中R为O或S；n＝5～13。

4.根据权利要求1所述的一种氟化聚氨酯纳米复合材料，其特征在于，脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或它们的衍生物。

5.根据权利要求1所述的一种氟化聚氨酯纳米复合材料，其特征在于，所述扩链剂为疏水性的长链聚醚二醇，所述聚醚二醇为分子量M＝1.0×10³～1.0×10⁵，选自聚四氢呋喃均聚醚二醇、聚环氧丙烷二醇、聚环氧乙烷环氧丙烷共聚醚二醇、四氢呋喃-环氧丙烷二元共聚醚二醇或四氢呋喃-环氧丙烷-环氧乙烷三元共聚醚二醇。

6.制备权利要求1所述的一种氟化聚氨酯纳米复合材料方法，其特征在于，包括以下步 骤：

将亲水性聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯、含氟一元醇两种中一种成分混合，将所得混合液在氮气保护下放入反应釜内，在55-65℃下加入脂肪族二异氰酸酯、含氟一元醇两种中的余下一种成分及溶剂，95-105℃下搅拌2～4小时，加入扩链剂、催化剂和经通氟超声波分散的纳米氧化铝和纳米碳化硅的乙醇溶液，搅拌1～2小时，50～100℃下继续反应0.5～1小时，得到含无机纳米颗粒增强的氟化聚氨酯功能复合材料；

所述的脂肪族二异氰酸酯的-NCO基与聚醚多元醇的-OH基的摩尔比为1∶0.5～0.95；

所述的脂肪族二异氰酸酯与扩链剂的摩尔比为1∶0.5～1；

所述的脂肪族二异氰酸酯与含氟一元醇的摩尔比为1∶0.1～0.5；

在经喷涂固化成膜的氟化聚氨酯复合材料中纳米氧化铝质量含量为2～5％；纳米碳化在氟化聚氨酯复合材料中的质量含量为10～15％。