[发明专利]自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料及其制备方法

说明书

本发明公开自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料及其制备方法，包括以下质量份原料：聚四亚甲基醚乙二醇60～80份、全氟聚醚二醇15～30份、异佛尔酮二异氰酸酯40～60份、4,4'‑二硫代二苯胺20～35份、含氟羟基硅油20～30份、四氢呋喃30～40份、二月桂酸二丁基锡0.8～2份、吐温80 2～3份、纳米碳酸钙15～20份、纳米羟基磷酸钙5～10份、去离子水10～20份；其制备方法为：S1：制备聚氨酯预聚体；S2：将4,4'‑二硫代二苯胺、含氟羟基硅油溶解于四氢呋喃中，再加入聚氨酯预聚体，在氮气气氛下，60℃搅拌反应3～6h；S3：制备有机氟硅改性聚氨酯防水涂料。本发明将双硫键、形状记忆效应、有机氟硅改性相结合，通过在聚氨酯分子链中引入S‑S、C‑F、Si‑O键，显著提高其疏水疏油、耐高低温、耐候性、耐腐蚀等性能。

技术领域

本发明属于防水材料技术领域，具体涉及自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

自修复聚氨酯材料是一种兼具高弹性和自修复能力的仿生智能材料，主要通过引入可逆价共价键来实现自修复的目的，如可逆双硫键、可逆酰腙键及Diels-Alder反应，在光、热等外界条件刺激下，通过共价键的重组修复聚氨酯产生的裂纹，避免裂纹扩大。

有机氟硅材料是通过将有机氟和有机硅材料进行分子结构设计与有机合成出的一类新型材料，兼具有机氟、有机硅的优点，具有优异的耐高低温、超疏水疏油、耐光热、耐候性等化学性质。

现有技术，虽然公开了各类自修复聚氨酯材料的合成方法或有机氟硅改性聚氨酯的方法，但尚未有利用有机氟硅进一步改性含双硫键聚氨酯使其兼具可重复自修复和形状记忆效应功能的相关文献或专利的公开，如申请号为CN201910799259.X的专利，公开用于隐形车衣的含二硫键与氢键双重自修复聚氨酯涂层及其制备方法，利用端羟基聚丁二烯、羟基封端聚硅氧烷中的一种或两种与二异氰酸酯、含二硫键扩链剂A共聚合成自修复聚氨酯，但并未利用有机氟硅进一步改性。

为进一步提高双硫键聚氨酯的疏水疏油、耐高低温、耐候性、自修复等性能，扩大其应用范围，本发明利用聚四亚甲基醚乙二醇、全氟聚醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二硫代二苯胺、含氟羟基硅油共聚制备出具有形状记忆效应、自修复、抗污防水的有机氟硅改性聚氨酯防水涂料。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料，包括以下质量份原料：

优选的是，所述含氟羟基硅油的制备方法为：将三氟丙基甲基环三硅氧烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、羟基硅油混合均匀后，滴加乙二胺催化剂，通入氮气，100～115℃搅拌反应3～8h，于120℃旋转蒸发乙二胺，即得含氟羟基硅油。

优选的是，所述三氟丙基甲基环三硅氧烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、羟基硅油、乙二胺催化剂的质量比为1：(0.4～0.8)：(1.8～3)：(0.01～0.05)。

自修复有机氟硅改性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备聚氨酯预聚体：将聚四亚甲基醚乙二醇、全氟聚醚二醇混合后，于100～115℃真空脱水1～3h后，降温至70～90℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，在氮气气氛下，保温搅拌反应3～6h，得到聚氨酯预聚体；

S2：制备有机氟硅改性聚氨酯混合液：将4,4'-二硫代二苯胺、含氟羟基硅油溶解于四氢呋喃中，再加入聚氨酯预聚体，在氮气气氛下，60℃搅拌反应3～6h，得到改性聚氨酯混合液；

S3：制备有机氟硅改性聚氨酯防水涂料：向S2所得改性聚氨酯混合液中加入去离子水、吐温80、纳米碳酸钙、纳米羟基磷酸钙，搅拌分散后，即得所述有机氟硅改性聚氨酯防水涂料。