[发明专利]一种强韧、透明、荧光、抗菌聚氨酯薄膜的合成方法

说明书

一种强韧、透明、荧光、抗菌聚氨酯薄膜的合成方法，将大分子二元醇在真空干燥箱中80℃过夜干燥，次日，关闭加热待降至室温后取出备用；通过控制大分子二元醇与二元异氰酸酯的摩尔比，在80～90℃条件下加热搅拌1h后，合成以异氰酸酯基封端的预聚体溶液，再补充溶剂稀释体系后，加入重氮烷基脲，待重氮烷基脲完全溶解后，体系变得完全无色透明，再加热搅拌1～4h后，将体系转移至真空干燥箱中5～10min，抽真空排除气泡，随后将得到的高分子溶液倒入聚四氟乙烯模具中，60℃干燥6‑8天，得到高强韧、高透明、荧光、抗菌超支化聚氨酯柔性薄膜；本发明合成的超支化聚氨酯薄膜具有非常优异的力学性能，主要表现为具有优异的断裂伸长率、断裂强度和韧性。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，具体是涉及一种强韧、透明、荧光、抗菌聚氨酯薄膜的合成方法。

背景技术

透明柔性薄膜可广泛应用于平板显示、光电子器件、液晶屏幕等领域。随着科学技术的进步，开发和制备高透明及高强韧的薄膜材料成为近些年来的研究热点。聚氨酯是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段组成的，由于软硬段的热力学不相容性会使得材料产生微相分离，微相分离使照在聚氨酯表面上的光线发生散射现象从而表现的不透明。另外，在聚氨酯制备过程中，芳香族异氰酸酯的使用经常会使材料黄变影响透明性，利用脂肪族的异氰酸酯可制备出透明的聚氨酯。除了异氰酸酯会影响聚氨酯的透明性之外，扩链剂也对其透明性有较大影响。US693993982专利提出使用胺类化合物作为聚氨酯扩链剂，但是胺类物质耐候性差，经过光照后及其容易变黄。US7216976B2专利提出以无色的胺类物质作为扩链剂制备光学材料，但是该材料在高温下容易黄变，影响光学性能。US6001923专利将含氟的醇引入聚氨酯结构中制备透明的含氟聚氨酯，氟元素的添加可降低材料的表面能和较好的耐水性，但是氟元素会增加材料成本，并且，较高的氟元素会降低材料力学性能，较低的氟元素对材料的性能改善甚微。US0281965 A1专利提出通过三官能度的异氰酸酯可制备交联程度高的，透明的，力学强度高的聚氨酯材料，但是交联度越高，材料的断裂伸长率会受到影响。

重氮烷基脲，又称N-(1,3-二羟甲基-2,5-二酮-4-咪唑烷基)-N,N'-二羟甲基脲，是一种新型的高效广谱防腐剂，目前其杀菌机理有两种说法，其一是这类防腐剂是通过缓慢分解释放甲醛而实现杀菌，其二是该分子结构中的N-羟甲基本身是一种灭菌活性基团。除了杀菌功能外，重氮烷基脲由于分子内部含有大量的氢键供体及氢键受体，将其引入高分子结构中，强烈的氢键作用一方面有助于高分子溶液的流平，提高材料的涂覆性，另一方面增强聚氨酯材料的簇聚诱导发光效应。此外，重氮烷基脲含有四个不对称的羟甲基，不对称性可以破坏聚氨酯材料的结晶性，从而提高聚氨酯透明性。近些年来，基于重氮烷基脲的研究主要集中在其与多种杀菌剂复合后的杀菌性能的研究，利用其四个羟甲基与异氰酸酯基的反应活性制备超支化聚氨酯材料尚未见到相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种强韧、透明、荧光、抗菌聚氨酯薄膜的合成方法，将含有多个氢键供体及受体的四元醇作为交联剂引入至聚氨酯的结构中，一方面通过控制重氮烷基脲中羟基与预聚液中游离的异氰酸酯的摩尔含量，制备超支化的聚氨酯材料，另一方面氢键作用使得聚氨酯的高分子溶液具有非常好的涂覆性，经过干燥，从而得到集高强韧、高透明、荧光、抗菌性能于一体的超支化聚氨酯柔性薄膜。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种强韧、透明、荧光、抗菌聚氨酯薄膜的合成方法，包括如下步骤：

(1)将大分子二元醇置于真空干燥箱中，85℃过夜干燥，次日，真空干燥箱降温至室温后，取出大分子二元醇备用；