本發(fā)明屬于聚酯多元醇，具體涉及含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚酯多元醇作為合成聚氨酯、聚脲等高分子材料的關(guān)鍵原料，在防水材料領(lǐng)域一直扮演著重要角色。然而，傳統(tǒng)的聚酯多元醇在防水性能上存在一定的局限性，特別是在面對極端環(huán)境條件（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫或高濕度環(huán)境）下的應(yīng)用時，其防水效果和耐久性往往難以達(dá)到預(yù)期要求。為了克服這一挑戰(zhàn)，研究者們不斷探索新的改性方法，以期提升聚酯多元醇的防水性能。

2、硅氟鏈段，以其獨特的低表面能、卓越的疏水性和出色的耐化學(xué)品性能，在防水、防油、防污等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用潛力。將硅氟鏈段引入聚酯多元醇中，通過特定的化學(xué)反應(yīng)，可以制備出含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇。這種新型材料不僅繼承了傳統(tǒng)聚酯多元醇的優(yōu)點，如良好的加工性能和一定的機(jī)械強(qiáng)度，還顯著增強(qiáng)了其防水性能和耐候性，為防水材料領(lǐng)域帶來了新的突破。

3、然而，盡管含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇具有諸多優(yōu)勢，但其制備方法目前仍面臨一些技術(shù)難題。例如，反應(yīng)條件的精確控制對于確保產(chǎn)物的質(zhì)量和性能至關(guān)重要，但實際操作中往往難以達(dá)到理想狀態(tài)。此外，納米材料的引入雖然為改善聚酯多元醇的性能提供了新的途徑，但直接將納米二氧化硅添加到聚酯多元醇中，由于納米粒子間的強(qiáng)相互作用力，往往會導(dǎo)致團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，使得納米二氧化硅在聚酯多元醇中的分散不均勻，進(jìn)而影響了防水效果的提升。因此，研發(fā)一種新的聚酯多元醇的制備方法，以滿足防水材料領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芫埘ザ嘣既找嬖鲩L的需求，具有極其重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，通過精確控制反應(yīng)條件，成功地將硅氟長鏈引入聚酯多元醇結(jié)構(gòu)中，增強(qiáng)了材料的防水性能，還通過納米二氧化硅的引入提升了材料表面的粗糙度，從而進(jìn)一步改進(jìn)了疏水性。

2、本發(fā)明的另一個目的在于提供一種含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇及其應(yīng)用。

3、本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

4、所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，包括以下步驟：

5、（1）在耐壓反應(yīng)釜中加入己二酸和季戊四醇，然后加入酯化催化劑，控制反應(yīng)釜內(nèi)氧含量小于50ppm后，抽真空至-0.09~-0.093mpa，升溫至190~210℃開始酯化反應(yīng)，蒸除生成的水后，保溫反應(yīng)至酸值＜30mgkoh/g，得到基礎(chǔ)聚酯多元醇；向基礎(chǔ)聚酯多元醇中加入端羥基含氟聚硅氧烷，在200~230℃的條件下繼續(xù)反應(yīng)至酸值＜30mgkoh/g，制得改性聚酯多元醇；

6、（2）將納米二氧化硅分散于醇類溶劑中得到納米二氧化硅分散液；再將1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷與去離子水混合，使用氨水調(diào)節(jié)ph至8~12，然后加入納米二氧化硅分散液，在50~70℃的條件下反應(yīng)25~30h，反應(yīng)結(jié)束后，通過離心、洗滌、干燥，制得改性納米二氧化硅；

7、（3）將改性納米二氧化硅加入到改性聚酯多元醇中，在140~160℃條件下反應(yīng)3~4h，制得含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇。

8、所述的步驟（1）中，基礎(chǔ)聚酯多元醇的數(shù)均分子量為2000~3000；端羥基含氟聚硅氧烷的粘度為1000cps，官能度為2，購自上海硅山高分子材料有限公司。

9、所述的步驟（1）中，己二酸與季戊四醇的摩爾比為（1~1.2）:1；端羥基含氟聚硅氧烷的用量為己二酸、季戊四醇和端羥基含氟聚硅氧烷總量的5~15wt.%。

10、所述的步驟（1）中，酯化催化劑為鈦酸四丁酯，酯化催化劑的用量為己二酸和季戊四醇總量的0.1wt.%。

11、所述的步驟（2）中，醇類溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇中的一種。

12、所述的步驟（2）中，納米二氧化硅與醇類溶劑的質(zhì)量比為1:（5~10）；1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷與去離子水的質(zhì)量比為1:（3~5）。

13、所述的步驟（2）中，1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷的用量為納米二氧化硅總量的10~15wt.%。

14、所述的步驟（3）中，改性納米二氧化硅的用量為改性聚酯多元醇總量的5~20wt.%。

15、所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇，由上述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法制備得到。

16、所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的應(yīng)用，用于制備防水涂料。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

18、本發(fā)明所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，通過引入端羥基含氟聚硅氧烷和經(jīng)過改性的納米二氧化硅，顯著增強(qiáng)了聚酯多元醇的防水性能。改性納米二氧化硅不僅增加了材料表面的粗糙度，進(jìn)一步改進(jìn)了疏水性，而且避免了團(tuán)聚現(xiàn)象，同時引入的低表面自由能的-cf3基團(tuán)有效提升了防水效果。所制備的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇，具有優(yōu)異的防水性能和穩(wěn)定性，在防水材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，基礎(chǔ)聚酯多元醇的數(shù)均分子量為2000~3000；端羥基含氟聚硅氧烷的粘度為1000cps。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，己二酸與季戊四醇的摩爾比為（1~1.2）:1；端羥基含氟聚硅氧烷的用量為己二酸、季戊四醇和端羥基含氟聚硅氧烷總量的5~15wt.%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，酯化催化劑為鈦酸四丁酯；酯化反應(yīng)的溫度為190~210℃；加入端羥基含氟聚硅氧烷后繼續(xù)反應(yīng)的溫度為200~230℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（2）中，醇類溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（2）中，納米二氧化硅與醇類溶劑的質(zhì)量比為1:（5~10）；1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷與去離子水的質(zhì)量比為1:（3~5）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（2）中，1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷的用量為納米二氧化硅總量的10~15wt.%；反應(yīng)溫度為50~70℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法，其特征在于，所述的步驟（3）中，反應(yīng)溫度為140~160℃。

9.一種含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇，其特征在于，由權(quán)利要求1~8任一項所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的制備方法制備得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇的應(yīng)用，其特征在于，用于制備防水涂料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于聚酯多元醇技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇及其制備方法和應(yīng)用。包括以下步驟：（1）將己二酸與季戊四醇混合進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到基礎(chǔ)聚酯多元醇；向基礎(chǔ)聚酯多元醇中加入端羥基含氟聚硅氧烷繼續(xù)反應(yīng)，制得改性聚酯多元醇；（2）將納米二氧化硅分散于醇類溶劑中，再將1H,1H,2H,2H?全氟辛基三乙氧基硅烷分散于去離子中，混合反應(yīng)制得改性納米二氧化硅；（3）將改性納米二氧化硅加入到改性聚酯多元醇中，反應(yīng)制得含硅氟長鏈交聯(lián)體的防水聚酯多元醇。通過將硅氟長鏈引入聚酯多元醇結(jié)構(gòu)中，增強(qiáng)了材料的防水性能，還通過納米二氧化硅的引入提升了材料表面的粗糙度，從而進(jìn)一步改進(jìn)了疏水性。

技術(shù)研發(fā)人員：王吉峰,王夕,秦敬闖,李星華,翟柱龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東產(chǎn)研中科高端化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9