有機氟硅對聚氨酯乳液性能的影響研究.pdf

1、聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，通常是由多異氰酸酯與多元醇（含活潑氫的化合物）反應生成的。水性聚氨酯以水為分散介質，具有不污染環(huán)境、不燃、容易加工等優(yōu)點，現(xiàn)已得到廣泛應用。但由于聚氨酯普遍存在熱穩(wěn)定性差、耐水性差、初黏性低、固含量低等問題，限制了其應用。對聚氨酯進行改性，可以很好的提高聚氨酯的綜合性能，擴大其應用范圍。
　　有機氟化合物具有很高的電負性和較小的原子半徑，全氟碳烷中主鏈鏈接的氟原子沿著碳鏈作螺旋狀分布，使有機氟化合物具有

2、很好的熱穩(wěn)定性和化學惰性。C-F鍵長短，C-F鍵特穩(wěn)定，這賦予了有機氟聚合物不粘、耐水及耐油性。有機硅化合物中聚硅氧烷分子結構呈螺旋狀，使得硅氧鏈之間相互作用小，具有優(yōu)異的低溫柔順性。有機硅聚合物可在-50～-200℃范圍內使用，具有良好的耐熱耐候性、電氣絕緣性。
　　目前，分別利用有機氟與有機硅對聚氨酯聚合物進行改性國內外已有許多報道，并取得了很好的效果，但同時利用有機氟硅改性聚氨酯的報道還較少。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，有機氟聚

3、合物逐漸暴露出柔順性差的缺點，有機硅聚合物存在著耐化學介質差的缺陷。在聚氨酯聚合物中同時引入有機氟基團和有機硅鏈段，利用氟元素和硅元素皆向膜表面富集的特點，可有效結合兩者的優(yōu)點，使聚氨酯膜的表面性能得到更好的改善，拓寬其應用范圍。本課題分別合成了有機氟硅改性的聚醚型聚氨酯乳液和有機氟改性的聚酯型聚氨酯乳液，并分別研究了其乳液及涂膜的性能。主要研究內容、方法如下:包括以下幾個部分:
　　1.由3-全氟正己基-1，2-環(huán)氧丙烷經甲胺兩

4、次開環(huán)制備了N，N-二（2-羥基-3-全氟己基-丙基）甲胺（以下簡稱含氟二元醇），通過正交試驗確定了反應的最佳條件:3-全氟正己基-1，2-環(huán)氧丙烷與甲胺的投料比為1∶20;兩步反應的溫度、時間分別為室溫、8h和65℃、15h。以異佛爾酮二異氰酸酯、含氟二元醇、乙二胺為硬段，二羥甲基丙酸為親水擴鏈劑，三乙胺為中和劑，聚四氫呋喃醚二醇、羥基硅油為軟段，制備出了不同氟硅含量的聚醚型聚氨酯乳液。
　　2.利用FT-IR、TGA、DLS、

5、GPC、EDS、接觸角測試等對合成的聚醚型聚氨酯乳液及涂膜的性能進行表征，結果表明:隨著有機氟含量的上升，乳液粒徑增大，涂膜與水的接觸角增大，硬度增加;隨著有機硅含量的增加，聚氨酯的熱分解溫度增大;EDS測得涂膜中氟硅含量均大于其理論含量，表明氟硅在成膜過程中向膜表面發(fā)生了遷移。經綜合性能比較，當有機硅添加量為總投加量的7％，有機氟添加量為總投加量的8％時，涂膜具有最佳性能。
　　3.由己二酸和乙二醇高溫縮聚制備出聚己二酸乙二醇酯