聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,通常是由多异氰酸酯与多元醇(含活泼氢的化合物)反应生成的。水性聚氨酯以水为分散介质,具有不污染环境、不燃、容易加工等优点,现已得到广泛应用。但由于聚氨酯普遍存在热稳定性差、耐水性差、初黏性低、固含量低等问题,限制了其应用。对聚氨酯进行改性,可以很好的提高聚氨酯的综合性能,扩大其应用范围。有机氟化合物具有很高的电负性和较小的原子半径,全氟碳烷中主链链接的氟原子沿着碳链作螺旋状分布,使有机氟化合物具有很好的热稳定性和化学惰性。C-F键长短,C-F键特稳定,这赋予了有机氟聚合物不粘、耐水及耐油性。有机硅化合物中聚硅氧烷分子结构呈螺旋状,使得硅氧链之间相互作用小,具有优异的低温柔顺性。有机硅聚合物可在-50--200℃范围内使用,具有良好的耐热耐候性、电气绝缘性。目前,分别利用有机氟与有机硅对聚氨酯聚合物进行改性国内外已有许多报道,并取得了很好的效果,但同时利用有机氟硅改性聚氨酯的报道还较少。随着工业技术的不断发展,有机氟聚合物逐渐暴露出柔顺性差的缺点,有机硅聚合物存在着耐化学介质差的缺陷。在聚氨酯聚合物中同时引入有机氟基团和有机硅链段,利用氟元素和硅元素皆向膜表面富集的特点,可有效结合两者的优点,使聚氨酯膜的表面性能得到更好的改善,拓宽其应用范围。本课题分别合成了有机氟硅改性的聚醚型聚氨酯乳液和有机氟改性的聚酯型聚氨酯乳液,并分别研究了其乳液及涂膜的性能。主要研究内容、方法如下：包括以下几个部分：1.由3-全氟正已基-1,2-环氧丙烷经甲胺两次开环制备了N,N-二(2-羟基-3-全氟已基-丙基)甲胺(以下简称含氟二元醇),通过正交试验确定了反应的最佳条件：3-全氟正已基-1,2-环氧丙烷与甲胺的投料比为1：20；两步反应的温度、时间分别为室温、8h和65℃、15h。以异佛尔酮二异氰酸酯、含氟二元醇、乙二胺为硬段,二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,三乙胺为中和剂,聚四氢呋喃醚二醇、羟基硅油为软段,制备出了不同氟硅含量的聚醚型聚氨酯乳液。2.利用FT-IR、TGA、DLS、GPC、EDS、接触角测试等对合成的聚醚型聚氨酯乳液及涂膜的性能进行表征,结果表明：随着有机氟含量的上升,乳液粒径增大,涂膜与水的接触角增大,硬度增加；随着有机硅含量的增加,聚氨酯的热分解温度增大；EDS测得涂膜中氟硅含量均大于其理论含量,表明氟硅在成膜过程中向膜表面发生了迁移。经综合性能比较,当有机硅添加量为总投加量的7%,有机氟添加量为总投加量的8%时,涂膜具有最佳性能。3.由已二酸和乙二醇高温缩聚制备出聚已二酸乙二醇酯二元醇,用国标法对其酸值、羟值标定,确定其相对分子质量在2000左右。然后以此聚酯二醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯、含氟二元醇、乙二胺为硬段,制备出有机氟含量15%的聚酯型水性聚氨酯。利用FT-IR、TGA、DLS、GPC、EDS、接触角测试等对其乳液及涂膜的性能进行了表征。经有机氟改性的聚氨酯具有良好的涂膜硬度、耐水耐热性以及耐酸碱性。