有机氟硅水性聚氨酯的click化学合成及其在环保阻燃涂层材料中的协同增效研究

本项目旨在研究click化学方法合成超疏水有机氟、硅水性聚氨酯（F-Si-CCPU）及其环保阻燃涂层复合材料的制备技术，考察基体树脂中有机氟、硅与阻燃纤维间的协同阻燃机制，探讨树脂中端炔基、三唑环和硅烷偶联剂功能基团与超细阻燃纤维间的键合关系及对复合材料机械性能和阻燃性能的影响规律。通过结构-功能一体化设计和协同增效原理，制备应用前景广阔的高效无卤阻燃涂层材料。本项目通过F-Si-CCPUs及其复合涂层材料的系统研究和性能的综合测定，揭示其组成、结构与性能的关系，为新型有机氟、硅复合涂层材料的分子设计和制备提供理论依据和技术支持，对于解决我国高性能环保阻燃涂层材料的制备技术瓶颈，促进化学、材料、环境和能源等学科交叉与融合，有着十分重要的意义。

发展无污染的有机氟、硅改性环保型聚氨酯及其阻燃复合涂料是目前新材料领域具有挑战性的研究课题。本项目基于简单、高效的点击化学方法，分别设计合成了一系列全氟烷基化合物、有机硅烷偶联剂、纳米二氧化硅/硅烷偶联剂和阻燃纳米蒙脱土、纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝功能化的水性聚氨酯复合涂层材料。研究了这些具有特殊功能聚氨酯涂层的组成结构、结构形貌、热性能、表面亲疏水性能、机械性能、热降解行为和阻燃性能；利用点击化学实现了不同功能的聚氨酯网络结构，获得了具有优异机械性能、疏水性和阻燃性的水性聚氨酯复合涂层材料。分别考察了一系列功能单体对材料性能的影响，并探索了点击化学方法形成的三唑环结构对增强水性聚氨酯涂层材料疏水性和阻燃性的机理。该方法为新型有机氟、硅复合涂层材料的分子设计和制备提供了理论依据和技术支持，对于解决我国高性能环保阻燃涂层材料的制备技术瓶颈，促进化学、材料、环境和能源等学科交叉与融合有着十分重要的意义。目前，该项目已发表相关论文12篇（均注明由该项基金资助），其中SCI收录5篇；EI收录2篇；培养研究生3名。