[发明专利]含氟碳支链的二异氰酸酯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含氟碳支链的二异氰酸酯及其制备方法和应用，该制备方法通过亲核加成反应，即采用异氰酸酯三聚体和全氟烷基乙基醇进行反应得到含氟碳支链的二异氰酸酯，该二异氰酸酯在聚氨酯防水涂料、胶粘剂、新型氨纶纤维和皮革涂饰中得以应用；该二异氰酸酯含有全氟烷基的疏水疏油基团和二官能团异氰酸酯的反应基团，能够和聚醚多元醇或聚酯多元醇反应，从而生成具有疏水疏油性能的氟碳基团的聚氨酯树脂，无色透明，与各类树脂的相容性好；该二异氰酸酯的制备过程操作简单，反应过程中的副反应少，可靠性高，安全环保，具有较好的工业应用价值。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种含氟碳支链的二异氰酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯是一种具有优异的物理机械性能和耐化学稳定性的高分子合成树脂，广泛应用于国民生产各个领域。作为合成聚氨酯的主要原料，二异氰酸酯和二元醇一样必不可少。常规的二异氰酸酯包括脂肪族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯，除了异氰酸酯基团外，都是碳氢支链或者苯环。合成具有氟碳链的二异氰酸酯对于合成高含氟量的聚氨酯树脂具有很大意义。

氟碳材料在纺织、造纸和涂料领域得到广泛应用，特别是不粘锅涂料给人们的生活带来极大的便利。这些自清洁表面具有很好的疏水疏油性，以及较强的抗污染能力，即表面污染物如灰尘等可以被滚落的水滴带走而不留下任何痕迹。自清洁涂层具有节水、节能和环保等优势，越来越受到人们的广泛关注，是目前材料学科研究的热点之一。

过去在合成含氟聚氨酯的时候，只是在聚氨酯预聚体的端基接枝反应全氟烷基乙基醇，使得聚氨酯树脂的含氟量较低，还有采用含氟多元醇作为二元醇组分引入氟碳基团，但是主链上的全氟烷基不具有良好的疏水疏油特性。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种含氟碳支链的二异氰酸酯的制备方法。

本发明的第二个目的是提供上述含氟碳支链的二异氰酸酯。

本发明的第三个目的是提供上述含氟碳支链的二异氰酸酯的用途。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种含氟碳支链的二异氰酸酯的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、在异氰酸酯三聚体内加入有机溶剂降低粘度，再加入全氟烷基乙基醇后持续搅拌20±1min，得到异氰酸三聚体和全氟烷基乙基醇的均匀溶解在有机溶剂中的混合物；

(2)、在混合物内加入有机金属氧化物类催化剂，持续搅拌同时升温至70-80℃，保持反应20±1min，测定体系中羟基的含量低于0.1％后，降温得到溶解在有机溶剂中的含氟碳支链的二异氰酸酯。

优选地，异氰酸酯三聚体和全氟烷基乙基醇的摩尔比为1:1。

优选地，有机金属氧化物类催化剂的摩尔数为异氰酸酯三聚体的摩尔数的0.2％。

优选地，氰酸酯三聚体选自甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯三聚体中的一种以上。

优选地，全氟烷基乙基醇选自全氟丁基乙基醇和全氟己基乙基醇中的一种以上。

优选地，有机金属氧化物类催化剂选自二月桂酸二丁锡和二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种以上。

优选地，有机溶剂选自丙酮和N,N-二甲基甲酰胺中的一种以上。

由上述制备方法得到含氟碳支链的二异氰酸酯。

一种上述的含氟碳支链的二异氰酸酯在聚氨酯防水涂料、胶粘剂、新型氨纶纤维和皮革涂饰中的应用。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：