含氟聚氨酯的研究进展

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行情下行 聚氨酯发展“剑指何方”——访上海市聚氨酯产业发展促进中心黄茂松研究员

行情下行 聚氨酯发展“剑指何方”——访上海市聚氨酯产业发展促进中心黄茂松研究员
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访上海市聚氨酯产业 发展促进 中心黄茂松研 究员
记者 刘硐含
在2 0 年全球经济持续下滑 ,上海市聚氨酯产业发展促进 中心黄茂松研 08 究 员座客本刊 ,探 讨了他对聚氨酯行业发展 的观 点和建 议,同时与大家 分享他 目前聚氨 酯研 究工作进展情况 。
记者:您觉得在激烈的市场竞争下 ,聚氨酯发展应该关注哪些问题? 黄茂松:我认 为可 以关 品的价格、控制产 能、强化聚氨酯 国产 化、专业化 、规模化 。 异氰酸 酯 ( I D )、聚 醚多元 醇和 聚酯多 元醇是聚氨 酯的三大 关键原料 ,这三种 原料价格 波动太 MD 、T I 大 ,必将给下游产品带来负面影响。聚氨酯产能扩张太快 ,形成 市场供过于求 的不利局面 。异氰酸酯 ( I MD 、 TI D )是聚氨酯产业 的核心技术 ,聚氨酯发展历史充分表 明,谁掌握异氰酸酯技术 ,谁就控制 了聚氨酯产业 的 主动 权 。我 国必须提 高异氰酸酯 国产化、专业化和规模 化水平 ,确保 我 国聚氨酯 产业的持续 、稳定、健康发
再次,聚氨酯应用领域范 围在深度和广度上持 续扩大 ,聚氨酯产业对我国 国民经济发展促进作用将越来越
明显 。
未来聚氨酯发展趋势:聚氨酯在全球和我 国技术 日臻成熟 ,全球经济和技术发展离不开聚氨酯。中国聚氨酯
市场潜力巨大 ,中国将成为全球聚氨酯的制造 中心、消费中心 、技术 中心。业界预NN2 1中国有望成为全球聚 o5 氨酯最大市场。 目前中国已是全球聚氨酯的技术中心 ,巴斯夫、拜耳、陶氏、亨斯迈等跨国化工 巨头纷纷将聚氨 酯亚太技术中心建在 中国上海等城市,他们的举措足 以看出跨国化工巨头对中国聚氨酯市场 的关注程度。

我国聚氨酯涂料现状与发展应用

我国聚氨酯涂料现状与发展应用
我国聚氨酯涂料现状与发展应用
分子结构中含有氨基甲酸醋键的涂料称为聚氨醋涂料, 其涂膜 外观美好、耐磨蚀、有较好的低温柔性和良好的耐化学品性等优点, 被广泛用于工业与民用设备的保护与装饰。 聚氨醋涂料是增长速度最 快的涂料品种之一, 它在涂料中所占比例和增长速度象征着一个国 家的涂料工业水平,受到世界各国的高度重视和广泛研究。
我国聚氨酯涂料发展现状
Development of Polyurethane Coatings Industry in China
中国聚氨酯工业协会涂料专业委员会
轶路机车需求增长,以及石油化工、桥梁船舶、机械工业等 摘要:聚氨酯涂料以其良好性能,已广泛地应用工 业设施和民用装饰等各个领域,是涂料工业中增长速度 最快的品种之一。简要叙述了我国聚氨酯涂料的行业现 状,主要应用领域及聚氨酯涂料品种,提出了我国聚氨 酯涂料的发展方向。 关键词:聚氨酯涂料;水性聚氨酯;发展 产业的发展, 使聚氨酯涂料进入飞速发展时期, 聚氨酯涂料 产量从 1980 年的 0.17 万 t 增加到 2004 年 20 万 t(固含量 计)以上,该领域消耗 TDI 大约 5.5 万 t。产量仅次于醇酸 树脂漆、 酚醛树脂漆和丙烯酸树脂漆, 成为第四大涂料品种。 到 2007 年,我国聚氨酯涂料产量约达到 50 万 t。 目前, 我国聚氨酯涂料企业主要集中在长江三角洲和珠 江三角洲地区,约有聚氨酯涂料品种 60 多种。由于技术和 资金的原因, 外商独资、 合资企业和国内较大规模的生产厂 家,市场定位在中高档产品,个体、乡镇小企业一般以生产 低档产品为主。 主要聚氨酯涂料厂家有: 广东华润涂料有限 公司、上海华生化工有限公司、上海三银制漆有限公司、南 京天祥涂料有限公司、 广东嘉宝莉化工有限公司、 上海造漆 厂、上海元邦化工、武汉双虎涂料公司、杭州油漆厂、广州 制漆厂、中华制漆(深圳)有限公司、上海阿帝兰实业、常 州亚邦集团、 上海欧宝化工有限公司、 东莞秉顺制漆有限公 司、东莞大宝、维新制漆(深圳)、广东美涂士化工、广东鸿 昌化工、深圳大中化工等。 目前我国聚氨酯涂料以双组分聚氨酯涂料为主流, 主要 用于木器家具的涂装。 其次是单组分聚氨酯涂料, 以聚氨酯 为基料,可以生产清漆和色漆。丙烯酸聚氨酯漆用 HDI 缩 二脲为固化剂, 作为汽车修补漆, 在我国大多用于涂装面包 车和大客车以及轻型汽车, 有较好的市场前景。 另外不同的 丙烯酸聚氨酯涂料品种,还可用于汽车、家电、火车等装饰 性要求较高的领域。 聚醚聚氨酯地板涂料、 聚醚聚氨酯机床 涂料、 有机硅聚氨酯飞机蒙皮涂料、 聚氨酯弹性涂料等专用 聚氨酯涂料也在研究和生产。聚氨酯涂料分类及应用如表 1 所示。

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要:随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步,水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升,反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。

本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法,综述了水性聚氨酯的改性方法,包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性,并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。

关键字:水性聚氨酯;合成;改性;丙烯酸酯;有机硅。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。

水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能,但是仍然有许多不足之处。

如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点,由于水性聚氨酯的这些缺点,我们需要对其进行改性,目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等,本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。

一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。

目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。

自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。

丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体,加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂,以降低粘度,增加分散性,同时充当油性基和水性基的媒介。

反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量,然后用亲水单体进行扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散于水中,乳化后减压蒸馏回收溶剂,即可制得PU 水分散体系。

反应的整个过程中,关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。

由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性,与水可混溶且沸点低,因此在此法中多用丙酮作溶剂,故名“丙酮法”。

氟碳涂料的研究进展及应用

氟碳涂料的研究进展及应用
c 。a
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性等许 多性能均优于 目前市 面上流行 的有机硅 、聚氨酯、
良 采 用三元种子 法 ,通过 在乳液聚合过程 中加入含氟基
丙烯酸等高档涂料 ,户外使 用寿命有长达 2 0 a的数据 。氟 树脂涂料有常温固化 、高 中低温烘烤等系列品种 ,同时具
团单体 ,引入接枝粒径较小的单分散有机硅单体种子乳液 生成水 性的 高固含量 三元聚 合纳米 复合乳 液用于道路 标
研 究快: 干加热型涂料 ;() 3提高耐久性 ,改进老品种 ,研究
caig 2 0 , 403 otns 0 0 ()
252 2 2— 4 .

[] 汤凤, 4 沈慧芳, 张心亚, 有机氟涂料研究新动向[] 涂 等 J. 料工业,20 ,3() 4 — 4 04 46 1 4 .
[] 王文新译. 5 氟聚合物涂料的新进展[] J.有机氟工业,19 , 8 9
求。
21 氟碳 涂料在 建筑 方面 的应 用 . 含氟碳涂料作为超耐候性保护涂料,主要用在建筑行 24 氟碳 纳米涂 料在 环境 净化 中的应 用 .
业 中,用其 涂覆 的装饰板现已成为高层建筑外 装修取代瓷 砖和玻璃幕墙的主要材料 ,用其涂覆的彩色钢板可作为工 业厂房屋顶及墙体和内装饰 。近年来国际上就 玻璃幕墙 带 来的光污染进行控 制 ,北京 、上海等市也制定 了相 应的法 规 ,规定玻璃幕墙在高层建筑 上应 用面积不能超过 5 % 5, 而采用氟碳涂料的金 属护墙板 ,因具有色彩多样化、寿命 纳米二 氧化钛(i TO) 光催化 涂料 的制备 目前 已成为研 究热点。但要制备性能优 良、耐久性好的光催 化涂料有很 多技术上的困难 ,难点之~就是纳米 T O在分 解有机物 的 i 同时 ,也会对成膜聚合物造成破坏 。氟硅聚合物可承受 纳米 TO光催化 的分解氧化作用 , iz 不致于短期粉化 、 脱落 , 而且氟涂料的光透 射率高 ,化学稳定性好。因此 ,以氟硅

光固化氟化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究

光固化氟化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究

光固化氟化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能研究营飞;王木立;顾斌;马智俊;张东阳【摘要】以1,6-己二异氰酸酯(HDI)三聚体、1H,1H,2H,2H-十三氟-1-辛醇(TFOA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、1,6-己二醇(HDO)为主要原料合成制备了氟化聚氨酯丙烯酸酯(FPUA).通过红外光谱对FPUA的结构进行了表征,并研究了FPUA的固化性能、疏水防污性能、机械性能、相容性等.研究结果表明:FPUA固化速度快、疏水防污性能和机械性能良好,与树脂或单体的相容性优异.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2016(046)012【总页数】7页(P36-41,47)【关键词】氟化聚氨酯丙烯酸酯;光固化;疏水防污性;相容性【作者】营飞;王木立;顾斌;马智俊;张东阳【作者单位】中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏常州213016【正文语种】中文【中图分类】TQ637.83以聚氨酯丙烯酸酯(PUA)为光固化低聚物的紫外光(UV)固化涂料结合了UV固化涂料固化速度快、绿色环保的特性和聚氨酯树脂强度高、柔韧性好、耐磨性强、耐高低温等优异性能,在汽车涂料、木器涂料、3C涂料中得到了广泛的应用[1-2]。

氟化聚氨酯丙烯酸酯(FPUA)通过在PUA结构中引入含氟链段,利用含氟基团的特殊功能性,可明显改善涂料的表面性能,赋予涂层优异的化学惰性、低表面能、低摩擦系数以及热稳定性,在防腐涂料、防水防污涂料、光学元件保护涂料、电子器件涂料等领域成功应用[3-6]。

氟化聚氨酯丙烯酸树脂的常见合成方法主要有以下几类[7]:(1)通过含氟封端剂制备氟化聚氨酯丙烯酸酯;(2)通过含氟多元醇制备氟化聚氨酯丙烯酸酯;(3)通过含氟扩链剂制备氟化聚氨酯丙烯酸酯。

多元改性水性聚氨酯的研究进展

多元改性水性聚氨酯的研究进展

蔽作用很 强 , 因此含氟化合 物具 有表 面能低 、 耐水 性 、 油性 、 滑 性 、 热 性 、 化 学 品 性 、 沾 污性 耐 润 耐 耐 耐 好和生物相容性佳 等优点。因此 , 的引入 可以大 氟 幅度改 善 胶 膜 的 表 面性 能 , 高涂 料 的 品质 。氟 化 提 聚氨酯・ 丙烯酸酯乳液在其 自身优 异性 能 的基础上 又被赋 予耐 水性 、 耐油 性 和耐 沾 污性 , 已经 成 为新 一 代 聚氨 酯丙 烯 酸 乳 液 的 发 展 代 表 ¨ 。 陈建 兵 等 6] ,
摘要: 主要从原料 改性 方面对水性聚氨 酯的改性方法作 了比较详尽 的 阐述 , 中包括 新兴 纳米改性技 术。对 其 各种 改性方法进 行 了对 比, 出了各 自的优 缺点 , 指 探讨 了今后 水性 聚氨 酯研 究的发展 趋势 。 关键词 : 水性聚氨 酯; 原料改性 ; 进展
中图分 类号 :Q 3 . 3 ;Q 3 . 文献标识码 : 文章编号 :0 1 5 2 (0 8 0 0 5 — 3 T 434 2T 46 5 A 10 — 9 2 20 )9— 0 1 0
响。性能测试表 明, 共混 改性 的胶膜性 能 比水性 聚 氨酯 乳液 胶膜 的有 明显 提 高 。王士 财 H 等 用丙 烯 酸
酯改 性水性 聚 氨酯 发现 , 着丙 烯 酸 乙酯 ( A) 量 随 E 质 分 数 的增加 , 液 的外 观 从透 明逐 渐 变浑 浊 , 度 逐 乳 黏 渐 减 小 , 液胶 粒平 均粒 径逐 渐 增 大 , 乳 固含量 逐 渐 提
高; 所制胶膜的耐水性 、 吸水性 、 硬度 、 拉伸强度和弹
性模 量 等 而 光泽 、 裂伸 长率却 有所 下 降 。 断
1 2 有机 硅 改性 。

氟树脂涂料综述

氟树脂涂料综述

氟树脂涂料国内外研究进展氟树脂涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料,又称氟碳漆、氟涂料、氟碳涂料等。

在各种涂料中,氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大,氟碳键能强,耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性等各项性能特别优越;而且具有独特的不粘性和低磨擦性。

经过几十年的快速发展,氟涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用。

成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后,综合性能最高的涂料品种。

目前,应用比较广泛的氟树脂涂料主要有PTFE、PVDF、FEVE等三大类型。

自1938年美国Dow化学公司合成聚四氟乙烯树脂至今,已有近70年的历史,树脂品种发展已多样化。

目前全球已形成了3种不同用途的氟树脂与氟碳涂料。

第一种是以阿托—菲纳公司生产的PVDF树脂为主要成分的外墙高耐候氟碳涂料;第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料,主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面;第三种是以日本旭硝子为代表的室温常温固化氟碳涂料,主要用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等。

氟树脂的发展经历了从热熔型到溶剂可溶型和现在的可交联型三个阶段。

1 国内外氟树脂涂料的现状1.1 国外氟树脂涂料的现状目前全球有氟树脂生产厂家20多家,遍布世界十几个国家。

经过20世纪80年代较快速度的发展之后,速度有所减缓。

目前世界氟树脂主要生产厂家有美国杜邦公司、英国ICI公司、法国阿托—菲纳公司、日本旭硝子和大金公司等,它们的年生产能力为3000t至2万t不等。

日本旭硝子公司于1982年在世界上率先开发成功溶剂可溶解的涂料用氟树脂,它是由氟乙烯、乙烯基醚共聚合而形成的,与PVDF相比具有一定的活性官能团,可以由氨基树脂或异氰酸酯固化,因此可以中低温固化,并保用20年以上。

当初,氟树脂的发展局限于美国、德国、英国、日本等少数国家,并且为少数跨国公司拥有。

最早的开发起源于氟碳涂料的鼻祖——杜邦公司开发的聚四氟乙烯。

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯纳米复合乳液制备及性能研究

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯纳米复合乳液制备及性能研究
左右 ,表 面 自由能显著 降低 ,工艺简单 ,乳液涂膜具 有
乳液粘度 的测 定:2 ℃,N J7 型旋转粘 度计 , 5 D .9 上海 瑞纺仪器 有 限公司;乳 液粒 径测定 :L .3 C ut S2 0 o l r e 激光粒 度仪 ( 美国库 尔特 公司 ) 表面 自由能测 定: J . ; JC I 型接 触角测量 仪( 长春市第 五光学仪器厂) ,将 乳液于玻 璃片 上成膜 ,在 室温下测定静态接 触角 。涂膜力 学性能
8。 0C反应 1 ;剩余 单体每反应 1 h h滴加一 次 ,4次滴加
业化生产 ;本文通过种子乳液 聚合法 ,先制备 出用丙烯 酸羟 乙酯单 体部 分单 封端 的聚氨 酯大 分子 单 体水 分散
体 ,然 后通 过常规 的乳液聚合 方法 ,使该 P U大 分子单 体与 ( 含氟 )丙烯酸 酯类 单体共聚 ,形成 具有核 壳结构
丁胺滴 定法分析 NC O基 团的含 量 ,当达 到设计值 时,
加入 丙酮降低粘 度 , 加入 计量 的 H A, E 继续反应 至 N O C
含量保 持不变 为止 , 得到端基含 有 C C双键 的聚氨酯 —
为涂饰 剂应用于皮革 中,使得涂饰皮 革覆盖 力强 , 强度
高 ,光亮美观 ,革身丰满 ,粒 纹清晰 ,富有 弹性,耐溶
本文通过种子乳液聚合法先制备出用丙烯酸羟乙酯单体部分单封端的聚氨酯大分子单体水分散体然后通过常规的乳液聚合方法使该pu大分子单体与含氟丙烯酸酯类单体共聚形成具有核壳结构的pua纳米复合乳液研究表明该乳液粒径在100nm左右表面自由能显著降低工艺简单乳液涂膜具有良好的物理机械性能优良的耐水性透明度高而且符合环保要求是皮革涂饰剂的理想选择
法获得具有核 壳结构的水性 P A 纳米复合 乳液 ,详 细 U
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得分:_______ 南京林业大学研究生课程论文2013 ~2014 学年第一学期课程号:23414课程名称:高分子物理与化学论文题目:含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展学科专业:材料学学号:*************任课教师:***二○一三年十二月含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展王礼建(南京林业大学木材工业学院,江苏南京210037)摘要:含氟聚氨酯综合了聚氨酯和合氟聚合物的优点,如具有极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性、优良耐磨性,低表面能和高耐候性等。

因此,对含氟聚氨酯的研究成为近年来的研究热点。

本文综述了合氟聚氨酯的合成、性能及应用研究发展状况,并对今后的研究发展进行了展望。

关键字:聚氨酯;含氟聚氨酯;合成;性能Research Development of synthesis and application for fluorine-containing polyurethaneWANG Li-jian(College of Wood Science and Technology, Nanjing Forestry University, 210037 Nanjing, China) Abstract:Fluorine-containing polyurethane combines the advantages of polyurethane and fluoropolymer, such as it has excellent resistance to UV and nuclear radiation, flexibility, excellent abrasion resistance, low surface energy and high weatherability, etc. Therefore, the study of fluorine-containing polyurethane become a research hotspot in recent years. This paper summarizes the Combined polyurethane synthetic fluoride, properties and applications of research and development, and for future research and development are also discussed.Key words: Polyurethane; fluorinated polyurethane; synthesis; performance聚氨酯(PU)材料因其独特的可自由调节的软硬段结构,在弹性体、纤维、涂料和黏接剂领域已有普遍的应用。

将含氟基团引入聚氨酯可以结合聚氨酯优异的机械性能和两相微结构特征,又能在很大程度上改善聚氨酯的表面性能和整体性能,赋予材料优异的热稳定性、化学惰性、低表面能、生物相容性和低摩擦系数等,并且低表面能和低摩擦系数又使含氟聚氨酯具有突出的憎水憎油和抗粘附特性[1-3]。

由于含氟聚氨酯的优异性能,自1958年Lovelace[4]申请了第一个含氟聚氨酯专利以来,含氟聚氨酯的合成便引起了各国科研工作者的广泛关注,成为聚氨酯研究的热点之一。

合成含氟聚氨酯的原料主要有含氟异氰酸酯、含氟封端剂、含氟多元醇、含氟扩链剂及含氟丙烯酸酯等,但含氟异氰酸酯由于合成难度大、成本高,在应用方面有很大的局限性,现已鲜见报道。

本文综述了近年来含氟聚氨酯的制备及性能研究进展。

1 含氟聚氨酯的合成根据不同的含氟原料,使用不同的氟基团引入方式合成出含氟聚氨酯。

其原料可分为含氟多元醇化合物、含氟多异氰酸酯、含氟扩链剂、含氟封端剂以及含氟丙烯酸酯等。

1.1 含氟封端剂改性制备含氟聚氨酯氟化一元醇可直接作为封端剂加入合成聚氨酯原料中,因其表面能低且分子量小,能较快地移向与空气接触的界面,然后和聚氨酯的异氰酸酯基团反应,使氟化基团键接并固定在聚氨酯材料的表面,降低表面能,使其表面性能有一定的改进。

Tang等[5]制备了以低表面能的氟化物(CF3(CF2)nCH2CH2OH,n=3-17)为封端的聚氨酯,把这种含氟聚氨酯加入到其它种类的聚氨酯后,含氟聚氨酯明显向表面迁移从而使表面难以润湿。

研究表明添加了合成的含氟聚氨酯后,普通聚氨酯的可润湿性已经接近聚四氟乙烯,机械性能测试表明含氟封端剂的引入没有对聚合物的整体性能产生较大影响。

周维燕[6]选用甲基丙烯酸三氟乙酯作为短C-F链的原料,采用内乳化法制备出C=C封端的水性聚氨酯乳液,然后以其作为甲基丙烯酸三氟乙酯的大分子乳化剂,合成出含氟水性聚氨酯,其对环境危害性较小,测试结果表明:随着氟含量的增加,含氟水性聚氨酯的接触角逐渐增大,由亲水性变为疏水性,并且在一定范围内其吸水率随着氟含量的增加而减小,其疏水性与长C-F链效果接近。

Canak 等[7]以3,5-二羟基苯乙醇和五氟苯基溴反应合成含氟封端剂,并以此为原料与甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯制备了紫外光固化的含氟聚氨酯/丙烯酸酯复合涂料,研究表明该复合涂料除了良好的疏水性能外,还具有很高的热稳定性和耐溶剂性。

Ge等[8]采用全氟-1-癸醇与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二醇合成了一种具有全氟端基的含氟聚氨酯,并与普通聚氨酯混合后一起纺丝,制备出一种防水透湿的微纤维膜。

氟化物的加入使表面粗糙度和孔隙率极大提高,使该微纤维膜具有超疏水性(接触角156º)的同时还有很好的透气和透湿性能。

1.2 含氟多元醇改性制备含氟聚氨酯聚醚多元醇和聚酯多元醇是聚氨酯合成中最常用的多元醇原料,将含氟基团引入多元醇可以合成含氟聚氨酯。

Turri 等[9-10]以含氟聚醚二醇(ZDOL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成了含氟聚氨酯。

这种含氟聚氨酯为阴离子型水性聚氨酯,具有良好的外观,稳定性、耐水性和综合力学性能较好。

Kim 等[11]以侧链含氟的聚醚二醇(末端带2个羟基的侧链含氟的聚醚二醇)为原料,使用熔融聚合和溶液聚合法制备了含氟聚氨酯,并对其性能进行研究,比较了2种方法合成出的聚氨酯在微观结构上的差异。

结果表明:溶液聚合法合成的含氟聚氨酯氟化链段在其表面均匀分布,没有微观相分离,而熔融聚合合成的聚氨酯含氟链段分布不均匀,存在微观相分离,原因是相对于溶液聚合,熔融聚合体系粘度较大,含氟链段扩散分布不均匀。

Liu 等[12]利用自制的氟化聚醚二醇(PFGE )(合成路线见图1),通过两步法合成了一系列氟化聚氨酯弹性体。

为了提高FTPU 的分子量和机械性能,使用聚己二酸丁二醇酯(PBA )和PFGE 作为软段,研究了PFGE/PBA 的质量比和硬段含量对机械性能的影响。

Wang 等[13]合成了以全氟聚醚二醇和聚己内酯二醇为软段的阴离子水性含氟聚氨酯形状记忆材料。

热性能测试表明,只需加入少量的全氟聚醚二醇就能明显提高材料的热稳定性。

通过调节全氟聚醚二醇的含量和硬段的组成,可以控制材料的温度在33-44℃,覆盖了人体的体温范围,有望用于医疗植入。

HCF 2CF 2CH 2OH +++++ClCH 2CH CH 2ONaOH2CF 2CH 2OCH 2CH CH 2O NaCl H 2O nHCF 2CF 2CH 2OCH 2CH CH 2OHOCH2CH 2.HO CH 2CHO CH 2CH 2O CH 2COH HCH 2OCH 2CF 2CF 2H CH 2OCH 2CF 2CF 2Hm L 图1 氟化聚醚二醇的合成路线Fig.1 The route of synthesis fluorinated polyether glycols1.3 含氟丙烯酸酯改性制备含氟聚氨酯含氟丙烯酸酯对聚氨酯的改性主要是应用于水性聚氨酯,由于水性聚氨酯含有亲水性基团,往往具有较高的表面能,耐水性和耐溶剂性欠佳。

含氟丙烯酸酯的引入可以有效消除因聚氨酯亲水改性而导致的涂膜耐水性下降的弊病,同时赋予涂膜优异的耐热性和化学稳定性等。

陈建兵等[14]以甲基丙烯酸十二氟庚酯为原料,通过乳液聚合的方法对水性聚氨酯改性(如图2所示),制备出皮革顶层涂饰剂,测试结果表明:当链段中疏水性的氟含量(质量分数8%)与亲水性基团(-C00H质量分数为1.8%)达到平衡时,可得到稳定的乳液,乳液粒径适中,同时胶膜耐水性得到改善。

安秋凤等[15]以聚氨酯为介质,丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸羟丙酯为原料,在溶液中进行自由基聚合,通过溶液聚合相转化法制备阳离子氟代聚丙烯酸酯改性聚氨酯复合乳液,材料的疏水性得到显著提高。

HO H2CCHCH3OH++n HOH2CCCOOHCOHCH3CH3CH3NCOCH2NCOCH3催化剂OCN CNCOCOOHCH3聚氨酯单体H2CCCOOCH2CFCFCF(CF3)2 CHCF3H2C CHCHOOC4H9改性水性聚氨酯其中=*OH2CCHCH3OCOHNnCH3CH2NHCOH3C CH3m 图2 以甲基丙烯酸十二氟庚酯对聚氨酯进行改性Fig.2 Modified polyurethane with dodecafluoroheptyl methacrylate ester1.4 氟化扩链剂改性制备含氟聚氨酯早期含氟聚氨酯的合成大都是基于小分子的氟化二醇进行的。

但是单纯以氟化二醇或氟化二胺与异氰酸酯合成的聚氨酯,存在着柔性差、溶解性差、分子量很低以及合成的材料易脆等缺点,因此小分子的氟化二醇和氟化二胺都是以扩链剂的方式与普通的聚多元醇软段一起引入聚氨酯中。

孔凡家等[16]以2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷(全氟双酚A)为原料合成了2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷,并以此二元胺为扩链剂制备了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯弹性体(FPUE)。

测试结果显示,该FPUE具有良好的耐热性能及优异的力学性能;微区中部分链段排列有序从而形成微晶结构,分析原因是FPUE的偶极效应和硬段间的强氢键作用所致;随着硬段含量的逐渐提高,玻璃化温度逐渐升高,材料的耐热氧化性也逐渐提高,FPUE的热分解温度在200℃以上。

Xu等[17]以邻氯三氟甲苯为主要原料合成1,4-二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯,以此二元胺为扩链剂制备的FPUE具有良好的耐热性能和力学性能,并且其阻燃性能得到明显的提升。

李维虎[18]首先利用Michael加成,在二元醇扩链剂的侧链上引入不同含量的氟(如图3所示),接着合成了水性含氟聚氨酯,并对其进行性能测试。

结果发现:氟的引人使聚氨酯的耐油、耐水、耐化学品性得到增强;还考察了扩链剂上氟链长短对材料表面性能的影响,在一定范围内,氟链越长,聚氨酯表面性能越好,超过一定值后,变化不明显。

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