[发明专利]壳聚糖胍阳离子水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

本发明公开壳聚糖胍阳离子水性聚氨酯涂料及其制备方法，以聚己二酸‑1,4‑丁二醇酯二醇为软段，以异氟尔酮二异氰酸酯为硬段，辛酸亚锡为催化剂，合成异氰酸酯封端的预聚物，在丙酮稀释的环境下与小分子扩链剂二甘醇和聚乙二醇进行初步的扩链反应，引入阳离子亲水性扩链剂N‑甲基二乙醇胺进一步扩链，在冰乙酸的中和作用下生成季铵盐，中和后产物在冰水浴条件下由壳聚糖胍水溶液乳化，形成壳聚糖胍/阳离子水性聚氨酯乳液。使用涂膜器在四氟乙烯板上涂膜，即得到壳聚糖胍/阳离子水性聚氨酯涂层。制备的壳聚糖胍的聚氨醋涂层具有较高的透明度、优异的机械性能、热稳定性、耐水性和附着力，因此，此涂层有望用于对耐候性能要求较高的领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种新型聚氨酯涂层——壳聚糖胍/阳离子水性聚氨酯涂料、涂层及其制备方法。

背景技术

“绿色发展”是五大发展理念的重要内容之一，也是对可持续发展的延续，只有坚持保护环境的基本国策，才能得以绿色发展，因此，环境友好型的材料越来越受到人们的关注。涂料是日常生产和生活中不可或缺的材料，使用范围极其广泛。然而，油性涂料中含有的挥发性有机溶剂(Volatile Organic Compounds,VOC)，如苯、甲苯、甲醛等，会对人体造成极大的伤害。同时，油性涂料的有机溶剂主要从煤和石油中提炼出来，消耗了大量化石能源，挥发期长达十几年，对大气造成了一定的损害，极大地违背了可持续发展理念。为了解决这一问题，有必要利用水性涂料代替油性涂料。水性涂料相对于传统溶剂型涂料能极大地减少VOC的排放，降低了对环境和人身体健康的影响。

聚氨酯(Polyurethane，PU)即聚氨酯甲酸酯，是主链上含有重复的氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的高分子材料的统称，主要由多元醇与多异氰酸酯通过逐步聚合的方式制备，其分于链通常由软段和硬段交替构成，软段一般多由多元醇(聚醚、聚酯等)构成，而硬段由异氰酸酯和小分子扩链剂(二胺或二醇)构成，小分子扩链剂往往带有能被离子化的功能性基团，从而有望获得一系列规定性能的聚合物，这些性能使聚氨酯分子有极大的可设计性。此外，聚氨酯的水性化已逐步取代溶剂型体系，成为目前聚氨酯工业发展的重要方向。庄昌清等制备的水性聚氨酯乳液具有化学稳定性强、优异的附着力性能和良好的阻燃性能，填补了现有技术中同时含有磷酸亲水基团及羧酸亲水基团的水性聚氨酯产品的研究空白(李永炕,陈志国,杨川.一种水性聚氨酯乳液及其制备方法:中国,CN 101475678A[P].2009.)；李坚等提供了一种水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂的制备方法，以丙烯酸酯化学改性水性聚氨酯，使得合成的水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂具有水性聚氨酯和丙烯酸酯两者的优异性能(李坚,孙建平,张旸.水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂的制备方法:中国,CN103031093A[P].2013.)；施利毅研究了一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，所得乳液在低温下可以固化成形成纳米微孔结构的涂膜，该涂膜吸水率显著降低，改善了市售WPU耐水性不好的状况，所得产品在硬度，耐溶剂性等方面也有很大提高(施利毅,杭建忠,李文倩,黄雷,程银银.一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法及应用:中国,CN102653628A[P].2012.)。