水性侧链含氟聚氨酯的制备与性能分析

ｏ ｍ ｌｆ ｒ ｒｅｅ ｌｏ ｌｍ ｒａｉ ［ ］ ｆ ｕｓ ｅ —ｆ ｍｕｓ ｎｐ ｙ ｅ ｚｔｎ Ｊ ．Ａｄｅｉ ｈｎ ， ｅ ｉ ｉ ｅ ｉ ｏ ｉ ｏ ｈｓ ｎｉ Ｃ ｉａ ｏ ｎ
２ １ ， １ ３ ：７—７ ． ００ ３ （ ）６ ０
［ ９］ Ｈ ，ＭＡ Ｊ Ｇ ＡＮＪ ， ｔ １ ｒｐｒｅ ｆ ｃ ｌ ｓ ／ ａｏ— ＵＪ Ｕ ｅ ａ．Ｐｏｅｔ ｓ ｒ ｉ ｒ ｉ ｎｎ ｚ， Ｊ ｉ ｏ ａｙ ｃｅ ｎ
第４ ２卷第 ５期
２１ ０ ２年 ５月
涂 料 工 业
Ｐ ＮＴ ＆ Ｃ ＴＩ Ｓ Ｉ Ｕｓ Ｒ ＡＩ ＯＡ ＮＧ ＮＤ Ｔ Ｙ
Ｖｏ． ２ Ｎｏ． １４ ５ Ｍ ａ ０１ ｖ２ ２
水 性 侧 链 含 氟 聚 氨 酯 的 制 备 与 性 能 分 析
张 英强 ， 康倩 文 ， 吴
ｐｒ — ｕａｅｐｌｍ ｒ Ｕ ， ７ ６ ４ ［ ］ ９ ８—０ ａｔ ｅ ｌ ｏｙ ｅ ： Ｓ ５ １７ ８ Ｐ ．１９ ｉ ｔ ２—１ ． ０
ｓ ｎｃｐ ｌ ｒ ａｏ ｆｓ ｒｎ ｉ ｏｏｙ ｉ ｔ ｎｏ ｔ ｅｅ—ｂ ｔ ｉ—ｅｅ—ａｒｌ ｃｄ［ ］ ｏ ｍｅ ｚ ｉ ｙ ｕａ ｄ ｉ ｒ ｃｙｃ ａｉ Ｊ ． ｉ
ｐｌ ｒａｏ［］ ｏｙ ｉ ｔ ｎ Ｊ ．Ｍａｅ ａｓ ｅｅ ， ０ ８，６ ）２ ３ —２ ３ ． ｍｅ ｚ ｉ ｔ ｌＬ ｔ ｒ ２０ （ ２ ：９ １ ９４ ｉ ｒ ｔｓ
［０ １ ］ＨＡ Ｅ Ａ ，Ｉ ＩＫ，Ｏ Ａ Ｎ，ｅ １ ｅｅ ｐｒａｄ ｆ ｅｙ Ｓ Ｇ ＷＡ Ｊ ＭＡ Ｔ ｔａ．Ｄ ｖｌ ｅ ｎ ｎ ｌ ｏ ｉ
Ｊ ， ＯＲ， Ｉ ．Ｍｅｈｄａｄａ ｐｉ ｔｎｒｓａ ｈｐｏｒｓ Ｉ ＪＭ ＧＵ Ａ Ｊ ＺＱ ｔｏ ｎ ｐ ｌａｉ ｏ ｅｌ ｒｇｅｓ ｃ ｏ ￣
化 ， 膜 剥 落 或 起 皱 的 时 间 为 ６ ， Ｐ（ ＭＳ Ｂ 涂 ７ ｈ ｗ［ Ａ ／ ＭＡ） ］＝
０１ ． ％的乳 液加入 浓度 为 ０～２ ５ ｍ ｌＬ的氯化 钾 水溶 液 中 ， ． ｏ ／ 透光度 为 ４ ％ ～ ２ ， １ ４ ％ 表明乳液具有较好 的性 能。
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｏ ｅ ｅ ｅ ｒ ｔｏ ｎｄ Ｐｒ ｐ ￣ ｓ Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｗ ａ ｅ ｂ ｒ ｅ ｌ ｓｓ ｏ ｔｒ ｏ ｎ
Ｓ ｄｅ— Ｃｈａｎ ｕｏ ｉ ｔｄ ｌ ｕ ｅｈａ ｉ ｉ ＦＩ ｒｎａ ｅ Ｐｏ ｙ ｒ ｔ ｎｅ
Ｚ ａｇＹｎ ｑａ ｇ ａ ｇＱａ ｗ ｎ ＷｕＺ ｅ ｈ ｎ ｉ ｉｎ ，Ｋ ｎ ｉｎ ｅ ， ｈ ｎ ｇ
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｔｌ ｗ ｔ ｂｒｅｓ ｅ—ｃ ａ ｕ ｒ ａ ｄｐ ｌ ｒｔａ ｅ （ Ｃ —Ｆ Ｕ）ｆ ｐｉ ｉ ｔ ｎ ｏ ｂｔ ｃ ： ｈ ｉｅ ａｅ ｏｎ ｉ ｒ ｔ ｒ ｄ ｈ ｉ ｆ ｏｉ ｔ ｏ ｕｅ ｎ ｓ Ｓ ｎｌ ｎ ｅ ｙ ｈ ＷＰ ｏ ｏ ｔ ｚ ｉ ｆ ｒ ｍ ａｏ
作者简介 ： 张英强（ ９ ６ ） 男， １７ 一 ， 副教授 ， 博士 ， 主要从事 高性能树脂、 涂料及纳米复合材料方面的开发研究。
孔祥文 等 ： （ｔ 聚 Ｏ一甲基苯 乙烯／ 甲基丙烯酸丁酯 ） 无皂 乳液的合成与性能
在此条件下 合成 的乳 液冻融指数为 ５ ６ ， ０℃ 下保温 ３ ０ｄ无变
因此 ， 通常在聚氨酯结构 中嵌 入强疏水性链 段 ， 如有机 硅… 、 有
机氟 －］ ６等可以有 效地提 高水性 聚氨酯 的综合 性能” 。与 主链含氟型聚氨酯 相 比， 侧链 含 氟将更 易在水 中分散 ， 成膜 时
分布于侧链 的含氟链 段也易 于在 自身 表面张力 的驱 动下 向表 面迁移 和富集 ， 形成对 Ｐ ｕ表面有效 的保护 。因此 ， 由侧链含 氟 聚醚多元醇制备的含氟聚氨酯材料 ， 可实现 只在 表面结构 中含
摘
一
蓁
（ 海应 用技 术 学 院材 料科 学与工程 学院 ， 海 ２ １ １） 上 上 ０４ ８
要： 为提高水性 聚氨酯的综合性能 ， 以侧链 含氟 聚醚多 元醇 、 醚 Ｎ １ 、 佛尔酮 二异氰 酸酯 （Ｐ Ｉ 或 ４ ４ 聚 ２０ 异 ＩＤ ） ，
二环己基 甲烷二异氰酸酯 （ ＭＤ ） 主要原料 ， Ｈ Ｉ为 采用 自乳化法合成 了水性含氟聚氨酯分散体 。研究 了影响水性 侧链
ｈ ａ ｅ ｉｔｎ ． ｃｄ ａ ｄ ａ ｋ ｌ ｒ ｓｓａ ｔ ｒｐ ｒｉｓｏ Ｗ Ｐ ｍｕ ｓｏ ｌ ｗ ｒ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ．Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｄ — ｅ ｔ ｓｓａ ｔ ａ ｉ ｎ ｌ ａｉ ｅ ｉｔｎ ｏ ｅ ｔ ｆＦ ｒ ｐ ｅ Ｕ ｅ ｌｉｎ ｆ ｍ ｅ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ｔｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｉ ｉ ｇ ｓｎ
应 ２ｈ 得含 氟聚氨酯预聚体。随后将 预聚体倒入 加有三 乙胺 ，
的去离 子水 中， 高速乳化 ２ ３ ｉ 加入扩 链剂 乙二胺再 分 ０— ０ｍｎ，
散 １ ｉ， ５ｍｎ 用纱布 过 滤 ， 即得 水 性侧 链 含 氟 聚氨 酯 分散 体 样
［ 基金 项 目］上海 市教委重点学科资助项 目， 目编号 ： １０ ； 海应用技 术学院院 内基金 项 目， 目编 号： Ｊ０ ５— ８ 项 Ｊ ５４上 ５ 项 Ｙ２０ ０
Ｓ Ｏ２ｌ ａｈｅ ｎ ｓ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｐ ｐａ ｅ ｉ ｍｕ ｓｆ ｒ— ｆ ｅ ｅ ｌ ｉｎ ｉ ｅ ｔ ｒ ｆ ｉｈ ｎ ｇ ｎ ｒ ｒ ｄ ｖ ａ ｅ ｌｉ ｅ ｉ ｅ ｉ ｒ ｍｕ ｓｏ ｅ
参 考 文献
ＡＵ Ｍ ． Ｒ ＭＡＨＤＩＡ． ｎ ｅ ｔ ａｉ ｎ ｉ ｔ ｈ ｆ ｃ ｆｃ ｒ ｏ ｙ ｉ ｃ ｄ Ｉ ｖ ｓｉ ｔｏ ｎ ｏ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ａ ｂ ｘ ｌ ａ ｉ ｇ ｃ ｍｏ ｏ ｒｏ ａ ｔ ｌ ｕ ｌ ａｉ ｎ ａ ｄ ｇ ｏ ｔ ｎ ｅ ｌｉ ｅ — ｆｅ ｍｕ － ｎ ｍｅ ｎ ｐ ｒｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔｏ ｎ ｒ ｗ ｈ ｉ ｍｕ ｓｆ ｒ － ｒ ｅ ｅ ｌ ｃ ｉ －
Ｐｏｙ ｒ ２ ０ ４ ３ ３ ｌ ｍｅ ， ０ ４， ５： ２ ３—３ ９． ２３
［１ Ｕ １ ］Ｇ Ｏ Ｔ Ｙ，Ｚ Ｎ ＨＡ Ｇ Ｂ Ｈ．Ｓｕ ｉｓｏ ｈ ｒｐｒｔ ｎｏ ｔｂｅａｄ ｔｄｅ ｎｔｅｐ ａａｉ ｆ ａｌ ｎ ｅ ｏ ｓ
ｃ ｔｄ ｔ ａ ｈ ａ ｉｌ ｉｅ ｏ ｕ ｒ ｎ ｔｄ ｐ ｌ ｕ ｅｈ ｎ ｉｐ ｒｉ ｎ ｗａ ｍａｌ ｎ ｉｐ ｒ ｉｎ ｈ ｄ ｇ ｏ ｔｂｉ － ａ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｒ ｃｅ ｓｚ ｆｆ ｏ ｏ ａ ｅ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｓｓ ｌ ，ａ ｄ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ａ ｏ ｄ ｓａ ｌ ｔ ｌ ｉ ｔ ｙ．Ｔｈ ｍｕ ｓｏ ｌ ｓ ｏ ｄ ｂ ｔｅ ｈｅ ｃ ｌｒ ｓｓａ ｔａ ｄ ｈ ａ ｅ ｉｔ ｎ ｒ ｐ ｒｉｓ ｅ ｅ ｌｉ ｎ ｆ ｍ ｈ ｗｅ ｅｔ ｒｃ ｍｉａ ｅ ｉｔｎ ｎ ｅ ｔｒ ｓｓａ ｔｐ ｏ ｅ ｔｅ ． ｉ Ｋｅ ｏ ｄ ｗａｅ ｂ ｒ ｕｏ ｎ ｔ ｄ ｐｏｙ ｒ ｔ ａ ｙ Ｗ ｒ ｓ： ｔ ｒ ｏ ｎｅ ｆ ｒ ａｅ ｌ ｕ ｅｈ ｎｅ；ｓｄ ｈａｎ；ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｌ ｉ ｉｅ ｃ ｉ ｙ ｔ ｅ ｉ
含氟 聚氨酯分散体的粒径 、 粒径分 布 、 固含量 、 乳胶膜 的热性能 与耐酸碱性能 的因素 。结果表 明： 制备 的侧链含氟 聚氨
酯分 散体 具有较小的粒径和较好 的稳定性 ， 其乳胶膜具有较好 的耐化学 品性和耐热性能 。
关键词 ： 水性含氟聚氨酯 ； 侧链 ； 自乳化法
中图分类号 ：Ｑ ６０ ４ Ｔ ３ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：２３— ３ ２ ２ １ ）５—０４ ０ ０ ５ ４ １ （０ ２ ０ ０ １— ４
水性聚氨酯 常用 的制 备方法是通 过在 聚氨酯主链 或侧链 上引入 亲水性链段 ， 使其不需要借 助强烈机械搅 拌就能很好地
Hale Waihona Puke Baidu
１ 实验 部 分
１ １ 主 要原 料 ．
４ ４ 一二环 己基 甲烷二 异氰酸 酯 （ ＭＤ ） 异佛 尔酮 二异 ， Ｈ Ｉ、 氰 酸酯 （Ｐ Ｉ ： ＩＤ ） 山东东大化学工业集 团 ； 侧链含氟 聚醚多 元醇 （ Ｐ Ｌ ： ＝２０ ０ 自制 ； Ｆ Ｏ ） Ｍ ０ ， 聚醚 Ｎ １ 中国石化上海高桥 石油 ２０： 化 工公 司 ； 二羟甲基丙酸（ ＭＰ ： Ｄ Ａ） 上海卓锐化工有限公司 ； 三
二丁基锡 （ Ｂ Ｌ ： 为试剂级 ， Ｄ Ｔ ）均 国药集 团化学试剂有 限公 司。
１２ 水 性侧 链含 氟聚 氨酯 ｆ Ｃ—Ｆ Ｐ Ｊ ． Ｓ Ｗ Ｉ）的合成
将 Ｆ Ｏ 、 ２ ０ Ｄ Ａ、ＭＰ以一定 比例混合后在 Ｎ 保护 Ｐ Ｌ Ｎ １ 、 ＭＰ Ｔ ２
下 于 １０℃ 、 ２ 真空 一 ．９ ａ下脱水 １５ｈ ０ ０ ３ＭＰ ． 。降温 至 ８ ０℃ ， 加入二 异氰 酸酯 （Ｐ Ｉ Ｈ Ｉ和 ２滴 催化 剂 ， 温 ８ ＩＤ 或 ＭＤ ） 恒 Ｏ℃反
羟 甲基 丙 烷 （ ＭＰ 、 二 胺 （ Ｄ 、 乙 胺 （ Ｅ 、 月 桂 酸 Ｔ ）乙 Ｅ Ａ） 三 Ｔ Ａ） 二
分散在 水中形成稳定的分散液 。然 而 ， 水性 聚氨酯的亲水链段 的引入会导致乳胶膜具有较高 的表 面 自由能 ， 在提高聚氨酯 水 分散性 的同时也降低 了材料 的耐水 、 耐油 、 耐化学 介质等性 能。
ｒｎ ｉ ｏｙｎ ｔ（Ｐ Ｉ ，ｏ ｉ ｃ０ｅｙｍ ｔｙ ｔａ ｅ一４， ｏ ｅｄｉ ｃ ａａｅ ＩＤ ） ｒｄｃ ｌ ｘＩ ｅｈｌ ｈ ｎ ｓ ｙ ｈ ｍｅ ４’一ｄｉ ｃａ ａ （ ＭＤ ）ａ ｉ ａｅ ａ ｉｏｙ ｎｔ Ｈ Ｉ ｓｍａ ｍ ｔ ｌ ｓ ｅ ｎ ｉ ｒ ｓ
ｔ ｏ ｈｓｌ ｈｒｕｇ ｅｆ—ｅ ｌｉ ｅ ｔ ｏ ． Ｔ ａ ｔｒ ｈ ｔｉｆｕ ｎ ｅ ｔｅ ｐ ｒｉｌ ｉｅ ａ ｓｒｂｕｉ ｎ，ｓ ｌｄ ｃ ｎ ｅ ｔ ｍｕ ｓｆ ｄ ｍｅｈ ｄ ｉ ｈｅ ｆｃ ｏ ｓｔ ａ ｎ ｅ ｃ ｈ ａ ｃｅ ｓｚ ｎｄ ｄｉｔｉ ｔ ｌ ｔ ｏ ｏｉ ｏ ｔｎ ，
ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆＷＰＵ ｒ ｒ ｐ ｒ ｄ ｆｏ ｆｕ ｒｎ ｒ ｐ ｒｉ ｓｏ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ａ ｅ ｒ ｍ ｏ ｉ ｅ—ｃ ｎ ａｎｉｇ ｐｏｙ ｔ ｅ ｌ ｏ ，Ｎ２１ ｏ ｙ ｔ ｅ ｏｙ ｌ ｓ ｐｈ — ｌ ｏ ｔ ｉ ｎ ｌ ｅｈ ｒｐｏｙ ｌ ０ ｐ ｌｅ ｈ ｒｐ ｌｏ ，ｉｏ ｏ
（ ｈ ｎｈ ｉｎｔｕ ｃｎｌ ｙ Ｄ ｐ ｒ ｅｔｆＭａｅｉ ｓ ｃ ｎｅａ ｄＥ ｇｎｅ ｎ ，ｈｎ ｈ ｉ ０ ４ ８ ｈｎ ） Ｓａ ｇ ａ Ｉｓｔｔ ｏ Ｔ ｈ ｏ ｇ ， ｅａｔ ｎ ｏ ｔ ａ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｉｇ Ｓ ａｇ ａ １１ ，Ｃ ｉ ｉ ｅｆ ｅ ｏ ｍ ｒｌＳ ｅ ｒ ２ ａ
氟， 体相可少氟或无氟 ， 在不降低材 料的力学性能 、 粘结性和 防
护性的同时 ， 实现低氟含量 、 低成本 、 高性能 。本研究采用 自
乳 化法 ， 以侧链含 氟聚醚多元 醇 为原料 ， 制备 了异佛 尔酮二 异氰酸酯 （Ｐ Ｉ和 ４， 一二环 己基 甲烷二异氰酸酯 （ ＭＤ ） ＩＤ ） ４ Ｈ Ｉ结 构的聚醚型 阴离子水性含氟聚氨酯分散体 和乳胶膜 ， 并对分散 体和乳胶膜 的性能进行了研究讨论 。