[发明专利]一种聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚氨酯‑含氟丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。本发明的聚氨酯‑含氟丙烯酸酯乳液由交联聚氨酯预乳液、丙烯酸酯类单体和引发剂制备而成；所述交联聚氨酯预乳液由分散相和固相组成，所述固相由如下原料制备而成：二异氰酸酯，多元醇，双羟基两性离子聚合物，二元胺扩链剂，三元胺交联剂和异氰酸酯丙烯酸酯；所述双羟基两性离子聚合物由硫代甘油和两性离子化合物聚合而成；所述丙烯酸酯类单体包括含氟丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯。通过在聚氨酯的侧链中引入两性离子聚合物，且经过交联形成了疏水基团包覆亲水基团的聚氨酯‑含氟丙烯酸酯结构，从而获得了具有优异抗油、疏水、拒污性能的聚氨酯‑含氟丙烯酸酯乳液。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，更具体的，涉及一种聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯皮革手感柔软、抗磨损、耐挠曲、耐寒、透气，是天然皮革的理想替代品，广泛用于制备箱包、服饰和家具等。由于皮革产品与人体皮肤接触，易粘附皮肤分泌的油脂和汗渍，时间长了易滋生霉菌、细菌、真菌等微生物，导致皮革表面降解开裂；产品使用中也不可避免地会接触到咖啡、茶水、酱油、笔迹等生活污迹，影响产品美观性。在聚氨酯皮革表面涂覆具有抗水、抗油性的耐污光油，是保护皮革产品、延长使用寿命的方法之一。

一般认为表面能低于25mN/m的材料可提供拒水拒油的防污效果。氟碳链长为8的丙烯酸全氟烷基酯聚合物(C8氟碳化合物)的表面能低至18mN/m，可提供大于150°的水接触角，但该全氟碳化合物非常难降解，具有生物累积性，对环境和人体健康有害。氟碳链长数≤6的含氟衍生物，如全氟己基(C6氟碳化合物)、全氟丁基(C4氟碳化合物)，可作为C8氟碳化合物的替代品，以提供防污效果。中国专利申请CN101006149A公开了一种防水防油剂组合物，利用氟碳链≤6的全氟代烷基获得了防水防油性好的组合物。但全氟碳链较短时，与油性或水性液滴长时间接触后会逐渐失去与产品表面垂直的定向能力，导致拒污性能下降。而耐污性除了指不易被污渍润湿或附着外，还包括易于去除污渍而不损坏涂层的能力。C4和C6氟碳化合物的表面能非常低，一旦渗入污渍后就难以用水洗涤除净，在实际使用过程中会出现污迹刚粘上时易擦净，放置久了则难擦的情况。

中国专利申请CN 107286303 A公开了一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备的水性塑料油墨，使用包括亲水单体等组分制得的聚氨酯预乳液，通过亲水改性来实现耐污性能，制得了具有良好耐水性的塑料油墨。但该塑料油墨是用于塑料薄膜表面，通常是PET、OPP、PE等材料，而非聚氨酯材料。同时该塑料油墨具有如下问题：(1)仅具有耐水性，而没有针对皮肤油脂、日常生活污渍等的耐污性；(2)仅通过亲水性来提高污渍附着后的易清洗性，而并未从源头防止污渍的渗入或附着。因此，该水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的耐污性仍较差。

因此，需要开发出一种聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液，具有良好的防污性能。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的防污性能差的缺陷，提供一种聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液，该聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液中在聚氨酯的侧链中引入呈刷状分布的两性离子聚合物，且经过交联形成了亲水聚氨酯在内、疏水含氟聚合物包覆在外的聚氨酯-含氟丙烯酸酯结构，从而具有优异的抗油、疏水、拒污作用。

本发明的另一目的在于提供上述聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液在制备耐污光油中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种耐污光油，所述耐污光油包括上述聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液，所述聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液由如下重量份的原料制备而成：交联聚氨酯预乳液100份、丙烯酸酯类单体28～53份和引发剂0.2～0.4份；