[发明专利]一种含有光催化活性有机分子聚氨酯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯材料功能化的制备与加工领域，特别涉及光催化自清洁聚氨酯材料的制备方法。

背景技术

聚氨酯材料由于其优异的物理与化学性能，深受广大消费者的青睐。在日常生活中，聚氨酯产品广泛的应用在服装、箱包、装饰、汽车、航空以及医疗等领域。在使用的过程中，聚氨酯制品不可避免的会受到有机污渍的侵扰，如：各种染料、食物饮料污渍和各种易生菌等，而且聚氨酯的洗涤与杀菌过程复杂且浪费能源，给消费者带来许多困扰和麻烦。随着环境的日益恶化，特别是最近以来全球重大污染事件的发生，消费者对聚氨酯制品的要求越来越高，这也促使科研人员开展了相关自清洁技术的研究。

中国专利CN 1522795A，专利名称为：一种光催化自清洁薄膜。报导了一种光催化自清洁薄膜。该发明制备了双层膜结构，表面层由二氧化钛填充；底层为含有二氧化钛、三氧化二铝和二氧化锡的复合膜。这种膜结构能在自然光照射下，有效的降解有害物质的特点。

中国专利CN 101525504A，专利名称为：具有自分层隔离作用的光催化自清洁涂膜剂及其制备方法。该发明将二氧化钛添加到由无机水溶胶粘结剂、树脂乳液或水分散剂中，制备了具有光催化自清洁功能的涂膜剂。

中国专利CN 101250596和CN 101250597，专利名称分别为：含有纳米功能性材料的自清洁皮革或制品的制备方法和纳米自清洁皮革或制品的制备方法。该两项发明将纳米级固体颗粒混合到有机氟涂饰剂中；然后在室温下采用有机氟涂饰剂对皮革或制品进行喷涂、刷漆或辊涂，使皮革或制品不沾水、不沾油，具有自清洁功能。

目前，光催化自清洁功能大多使用纳米二氧化钛等无机纳米粒子作为填充物来实现。中国专利CN 101525504A，专利名称为：具有自分层隔离作用的光催化自清洁涂膜剂及其制备方法，该专利报导纳米二氧化钛的含固量要达到5％以上时才能显示出光的催化性。另外，纳米二氧化钛与聚合物相容性较差，被包覆的纳米二氧化钛无法发挥催化作用，纳米级二氧化钛无机粒子容易脱落，这些问题导致了纳米二氧化钛等无机粒子无法在聚氨酯领域实现光催化自清洁功能以及工业化生产。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种含有光催化活性有机分子聚氨酯材料的制备方法，为满足本发明目的的技术解决方案是：

一种含有光催化活性有机分子聚氨酯材料的制备方法，制备方法采用以下步骤：

A聚氨酯溶液的调制

将聚氨酯材料置于N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺的有机溶剂中，采用机械搅拌使聚氨酯材料完全溶解后，得到含固量为15-35％的聚氨酯溶液；

B改性溶液的配制

将光催化活性有机分子溶解于有机醇溶液中，采用机械搅拌使光催化活性有机分子完全溶解后，得到含固量为5-20％的改性溶液；

C聚氨酯溶液与改性溶液的共混改性

将经B制备的改性溶液5-20g放入经A制备的80-95g聚氨酯溶液中，采用机械搅拌使聚氨酯溶液和改性溶液互溶，静止抽真空脱泡后得到共混改性含有光催化活性有机分子的聚氨酯溶液；

D共混改性聚氨酯溶液的固化成型

将经C得到的共混改性聚氨酯溶液采用加热干燥或液相分离的方式，将有机溶剂从共混改性聚氨酯溶液中分离，其中，加热干燥的温度为60-120℃，时间为3-5h，液相分离的凝固水浴的温度为25-45℃，时间为5-10h。

所述的聚氨酯材料指以多异氰酸酯和低聚物多元醇为主要成分的聚氨酯材料。

所述的聚氨酯材料中的多异氰酸酯为脂肪族类和芳香族类中的一种。

所述的聚氨酯材料中的低聚物多元醇为聚酯类多元醇、聚醚类多元醇、聚碳酸酯二醇中的一种。

所述的光催化活性有机分子为蒽醌-2-磺酸钠、蒽醌-2，6-二磺酸钠、蒽醌-2，7-二磺酸钠、苯甲酮、玫瑰红中的一种。

所述的有机醇溶液为正丙醇、正丁醇或正戊醇中的一种。

由于采用了以上技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1本发明所选用的聚氨酯材料易于溶解在N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺的有机溶剂中，而且具有良好的成型性和可塑性，为含有光催化活性有机分子聚氨酯材料的制备提供理想的基体材料；

2本发明所选用的光催化活性有机分子，可以溶解在多种与聚氨酯溶液互溶的有机醇溶液中。光催化活性有机分子相对于目前常用的光催化无机材料，与聚氨酯材料有更好的相容性，进而更能有利于对聚氨酯材料进行改性，避免了有机无机杂化的方式对聚氨酯材料本身造成的负面影响。