具有防水功能的聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有防水功能的聚氨酯涂料及其制备方法，该涂料包括一种新型的聚酯多元醇，该聚酯多元醇的制备方法是由氯化石蜡和对羟基苯甲酸反应制备含羧基氯化石蜡，再由含羧基氯化石蜡经酰化得含酰氯氯化石蜡，然后再与2,2,3,3,4,4‑六氟‑1,5‑戊二醇发生酯化反应得到含氟氯化石蜡一元醇，然后再与4,4'‑氧双邻苯二甲酸酐反应制备含氟氯化石蜡二元酸，最后再与多元醇通过酯化反应制备得到具有防水功能的聚酯多元醇，该制备方法操作简单、原料来源广，反应条件温和，满足工业化生产，将制得的聚酯多元醇用于制备聚氨酯防水涂料，由于疏水氟原子的引入和氯化石蜡的交联反应，可为涂料提供优异的防水、防油、防污、耐摩擦性能。

【技术实现步骤摘要】
具有防水功能的聚氨酯涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种具有防水功能的聚氨酯涂料及其制备方法，属于防水涂料的领域。
技术介绍
聚氨酯防水涂料以其具有整体防水效果优异、力学性能优良、低温柔性好、耐化学腐蚀性、施工方便、易修补、使用寿命长等特点，在建筑防水领域作为一类新型的防水涂料得以广泛推广使用。氯化石蜡是石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、阻隔性良好、价廉等优点，可用作增塑剂、阻燃剂、防水剂、耐油污助剂等添加剂使用，已广泛应用于聚氨酯防水涂料中，取得了良好的防水效果。但是这种直接添加的方式会造成氯化石蜡与聚氨酯涂料组分相容性不足，随着时间的推移，未交联的氯化石蜡会迁移到涂层表面，造成涂层性能变差。
技术实现思路
针对现有技术中的氯化石蜡在聚氨酯防水涂料中应用存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种分子侧链含有含氟氯化石蜡的具有防水功能的聚氨酯原料多元醇。本专利技术的另一个目的是在于提供一种原料来源广、操作简单、反应条件温和制备所述具有防水功能的聚氨酯原料多元醇的方法。本专利技术提供了一种具有防水功能的聚氨酯涂料，其特征在于，该聚氨酯涂料由聚酯多元醇，聚醚多元醇，催化剂，重钙粉，溶剂和聚氨酯固化剂组成；所述的聚酯多元醇由式(I)所示的二元酸与多元醇反应制得：式(I)中，R1、R2为氯化石蜡链段。本专利技术还提供了所述的聚酯多元醇的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤(1)：制备含羧基的氯化石蜡将氯化石蜡溶解于丁酮中，加入一定量的对羟基苯甲酸和碳酸钾，在氮气保护下，加热反应得到含羧基的氯化石蜡；步骤(2)：制备含酰氯的氯化石蜡将步骤(1)所得的含羧基的氯化石蜡通过三氯化磷酰化得到含酰氯的氯化石蜡；步骤(3)：制备含羟基的氯化石蜡将步骤(2)制得含酰氯的氯化石蜡在氮气保护下缓慢滴加到2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇与缚酸剂三乙胺的混合体系中进行酯化反应得到含羟基的氯化石蜡；步骤(4)：制备含氟氯化石蜡二元酸将步骤(3)所得的含羟基的氯化石蜡与4,4'-氧双邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，反应得到氯化石蜡二元酸；步骤(5)：制备聚酯多元醇将步骤(4)制得的含氟氯化石蜡二元酸与多元醇反应制备得到具有防水功能的聚氨酯原料聚酯多元醇。本专利技术的具有防水功能的聚氨酯原料多元醇的制备方法，包括以下优选方案：进一步优选，步骤(1)中氯化石蜡与对羟基苯甲酸在55-80℃的温度下反应10～30h制得含有羧基的氯化石蜡。进一步优选，步骤(2)中含羧基氯化石蜡与过量的三氯化磷在50～70℃的温度下反应4～6h制得含酰氯的氯化石蜡。进一步优选，步骤(3)中含酰氯的氯化石蜡与2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇反应的摩尔比为1～1.2:1。进一步优选，步骤(3)中酯化反应的反应条件是先在冰水浴中将含酰氯的氯化石蜡缓慢滴加到2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇与缚酸剂的混合液中反应，滴加完成后，升高温度至10～25℃继续反应2～4h。进一步优选，步骤(4)中含羟基的氯化石蜡与4,4'-氧双邻苯二甲酸酐反应的摩尔比为2:1。进一步优选，步骤(4)中含羟基的氯化石蜡与4,4'-氧双邻苯二甲酸酐是在60～80℃温度下反应3～7h，得到含氟氯化石蜡二元酸。进一步优选，步骤(5)中将步骤(4)制得的含氟氯化石蜡二元酸，HO-R1-OH，其中R1表示4-12的烷基，再加入对苯甲磺酸的质量分数为氯化石蜡二元酸和醇的总质量的1～5％，以及适量带水剂甲苯或环己烷，在搅拌下升温至130℃～180℃，反应3～6h，即得聚酯多元醇。本专利技术的有益效果：本专利技术首次将含氟氯化石蜡引入聚酯多元醇分子侧链，以提高氯化石蜡的耐水抗污性，既可以提高氯化石蜡与聚氨酯涂料组合物的相容性，又可以参与固化交联反应，提高氯化石蜡在交联网络中的稳定性和持久性，赋予涂层优异的机械性能，耐油污性和耐磨性。本专利技术的整个制备工艺原料易得，成本低廉，且操作简单，获得的产品纯度高，产率高，满足工业化生产要求。附图说明图1是实施例1制得的聚酯多元醇的红外图。图1：3500cm-1为多元醇中羟基的伸缩振动吸收峰，2920cm-1和2860cm-1为甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰，1470cm-1和1370cm-1为甲基的弯曲振动吸收峰，1745cm-1和1650cm-1是酯基中C＝O的伸缩振动吸收峰，1490cm-是苯环的特征吸收峰，1250cm-1是C-F的伸缩振动吸收峰，1230cm-1和1050cm-1是C-O-C醚键的特征吸收峰，745cm-1是C-F的面外摇摆振动峰，580cm-1处是C-Cl键的伸缩振动峰。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本专利技术的内容，而不是限制本专利技术的保护范围。实施例1(1)含羧基的氯化石蜡42的制备：取20g氯化石蜡42溶解于200mL丙酮中，搅拌溶解后加入20g对羟基苯甲酸和30g碳酸钾，在氮气保护下，55℃反应30h。反应结束后，用盐酸调节pH至3.0，然后用乙醇萃取，产物在100℃下真空干燥5h，得到含羧基的氯化石蜡42。(2)含酰氯的氯化石蜡42的制备：反应釜中加入70mol含羧基的氯化石蜡42，滴加85mol三氯化磷，搅拌升温至50℃，反应6h，冷却至室温，静置分层得到含酰氯的氯化石蜡42。(3)含羟基氯化石蜡42的制备：反应釜中加入100mol2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇和适量的缚酸剂无水三乙胺，反应釜中通入氮气，在0℃下滴加含有102mol含酰氯的氯化石蜡42的二氯甲烷溶液，滴加完后，升高温度至25℃，继续反应2h，反应产物经4％的碳酸氢钠溶液洗涤至PH＝7后转移至乙酸乙酯中萃取分离，有机相经蒸馏水洗涤后用无水氯化钙干燥，干燥8h后减压过滤，滤液经蒸馏除去溶剂后得到含羟基的氯化石蜡42。(4)含氟氯化石蜡42二元酸的制备：反应釜中加入100mol含羟基氯化石蜡42和50mol4,4'-氧双邻苯二甲酸酐，适量戊酮，反应釜中通入氮气，搅拌升温至80℃，反应3h，冷却后，用乙酸乙酯中萃取分离，有机相用无水氯化钙干燥，干燥8h后减压过滤，滤液经蒸馏除去溶剂后得到含氟氯化石蜡42二元酸。(5)聚酯多元醇的制备：将100mol含氟氯化石蜡42二元酸，130mol丁二醇，适量的对苯甲磺酸，反应釜中通入氮气，在180℃下反应3h至不再有水生成、停止反应。冷却，过滤，旋蒸得粗产品。经减压蒸馏得产品C1。实施例2(1)含羧基的氯化石蜡42的制备：取20g氯化石蜡42溶解于210mL丁酮中，搅拌溶解后加入20g对羟基苯甲酸和32g碳酸钾，在氮气保护下，80℃反应10h。反应结束后，用盐酸调节pH至3.0，然后用乙醇萃取，产物在100℃下真空干燥5h，得到含羧基的氯化石蜡42。(2)含酰氯的氯化石蜡42的制备：反应釜中加入70mol含羧基的氯化石蜡42，滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防水功能的聚氨酯涂料，其特征在于，所述的具有防水功能的聚氨酯涂料由聚酯多元醇，聚醚多元醇，催化剂，重钙粉，溶剂和聚氨酯固化剂组成；所述的聚酯多元醇由式(I)所示的二元酸与多元醇反应制得：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有防水功能的聚氨酯涂料，其特征在于，所述的具有防水功能的聚氨酯涂料由聚酯多元醇，聚醚多元醇，催化剂，重钙粉，溶剂和聚氨酯固化剂组成；所述的聚酯多元醇由式(I)所示的二元酸与多元醇反应制得：



式(I)中，R1、R2为氯化石蜡链段。


2.如权利要求1所述的多元醇，其特征在于，所述多元醇为丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二元醇、月桂二醇。


3.一种聚酯多元醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：制备含羧基的氯化石蜡
将氯化石蜡溶解于丁酮中，加入一定量的对羟基苯甲酸和碳酸钾，在氮气保护下，加热反应得到含羧基的氯化石蜡；
步骤(2)：制备含酰氯的氯化石蜡
将步骤(1)所得的含羧基的氯化石蜡通过三氯化磷酰化得到含酰氯的氯化石蜡；
步骤(3)：制备含羟基的氯化石蜡
将步骤(2)制得含酰氯的氯化石蜡在氮气保护下缓慢滴加到2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇与缚酸剂三乙胺的混合体系中进行酯化反应得到含羟基的氯化石蜡；
步骤(4)：制备含氟氯化石蜡二元酸
将步骤(3)所得的含羟基的氯化石蜡与4,4'-氧双邻苯二甲酸酐加入到反应釜中，反应得到氯化石蜡二元酸；
步骤(5)：制备聚酯多元醇
将步骤(4)制得的含氟氯化石蜡二元酸与多元醇反应制备得到具有防水功能的聚氨酯原料聚酯多...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐松波，
申请(专利权)人：徐松波，
类型：发明
国别省市：广东;44