[发明专利]一种高强高韧含氟聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强高韧含氟聚氨酯及其制备方法，制备方法包括：步骤一、将端羟基液体氟橡胶和低分子二元醇加入至反应容器，抽真空并除水。步骤二、向步骤一的产物中滴加异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、乙酸乙酯和二甲基亚砜的混合物反应得到含氟聚氨酯预聚物，其中，步骤一的产物、异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、乙酸乙酯、二甲基亚砜的质量比为50：(5‑8)：0.1：20：10；步骤三、将含氟小分子扩链剂溶解在三氟甲苯中，添加至步骤二的产物中反应；其中，步骤二的产物、含氟扩链剂、三氟甲苯的质量比为(85‑88)：(1～5)：(0.5～2.5)；步骤四、将步骤三的产物溶解于丙酮中反应得到纯净的产物。本发明得到的含氟聚氨酯提高了拉伸强度和断裂伸长率，且降低了硬度。

技术领域

本发明涉及聚氨酯制备领域，特别是涉及一种高强高韧含氟聚氨酯及其制备方法。

背景技术

含氟聚氨酯是一类具有特殊功能的高分子材料，已成为聚氨酯的一个分支,由于氟的引入既保持了聚氨酯原有的特性，又赋予其卓越的耐候性，耐溶剂性性能、耐湿热性能、耐老化性能等优点,因而在涂料工业、皮革装饰和医药卫生等行业有较大的应用前景。传统的含氟聚氨酯材料，其拉伸强度和断裂伸长率(即韧性)仍有待提高。

发明内容

为了提升含氟聚氨酯的拉伸强度及韧性，本发明提供了一种高强高韧含氟聚氨酯的制备方法，其技术方案如下：

一种高强高韧含氟聚氨酯的制备方法，其包括如下步骤:

步骤一、按照摩尔比1:4将端羟基液体氟橡胶和低分子二元醇加入至反应容器，110℃下抽真空2h并除水；

步骤二、降温至80℃，向步骤一的产物中缓慢滴加异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、乙酸乙酯和二甲基亚砜的混合物，通氮气，反应期间，每隔半小时取样，用红外光谱分析仪观察-NCO基团峰的变化，直到-NCO基团不再降低，得到异氰酸酯封端的含氟聚氨酯预聚物，其中，步骤一的产物、异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、乙酸乙酯、二甲基亚砜的质量比为50：(5-8)：0.1：20：10；

步骤三、将含氟小分子扩链剂溶解在三氟甲苯中，然后缓慢添加至步骤二的产物中，在60℃下反应2h，其中，步骤二的产物、含氟小分子扩链剂、三氟甲苯的质量比为(85-88)：(1-5)：(0.5-2.5)；

步骤四、将步骤三的产物溶解于丙酮中，进行超声分散，将未反应完全的小分子原料溶解，然后进行减压蒸馏去除溶剂，最终得到纯净的产物。

在一些实施例中，所述步骤一中，所述低分子二元醇为分子量2000-5000g/mol的聚氧化丙烯二醇、分子量范围为1000-2000g/mol的聚四氢呋喃醚二醇中的一种或两种的混合。

在一些实施例中，所述步骤一中，所述端羟基液体氟橡胶为含氟量30-50％的双官能团端羟基氟橡胶，其分子量范围为450-1400g/mol，结构式如下：

其中，n为取值1～4的自然数，m为取值1～4的自然数。

在一些实施例中，所述步骤二中，所述异氰酸酯为二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、全氟三亚甲基二异氰酸酯、六氟五亚甲基二异氰酸酯、四氟对/间苯二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

在一些实施例中，所述步骤三中，所述含氟小分子扩链剂为氟代二醇、(2,2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷)、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二醇、2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇、六氟双酚A、含氟二元胺中的一种。

本发明还提供了一种高强高韧含氟聚氨酯，所述高强高韧含氟聚氨酯由上述任意一项所述的制备方法制备。

本发明提供的含氟聚氨酯制备方法，其反应条件温和，方法简单，制备得到的含氟聚氨酯持密度高的同时提高拉伸强度和断裂伸长率并且降低硬度，有很大的应用前景。