[发明专利]一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的制备方法

说明书

本发明是一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的制备方法。首先用聚己内酯二醇、葡萄糖、异氟尔酮二异氰酸酯和有机锡催化剂反应一定时间后，将小分子扩链剂二羟甲基丙酸加入体系中继续反应制备聚氨酯预聚体。第二步将定量的去离子水加入到预聚体中进行高速分散，分散后滴入扩链剂2‑[(2‑氨基乙基)氨基]乙磺酸钠水溶液，最后得到一种可降解水性聚氨酯。本发明的优点是利用天然无毒可降解的葡萄糖作为内交联剂，同时利用磺酸型亲水单体，制备出一种可降解的水性聚氨酯。本制备方法工艺简单，只需要添加很少量的有机溶剂，不需加消泡剂，得到的聚氨酯乳液稳定性好，聚氨酯胶膜具有优异的土埋和生物降解性。

技术领域

本发明涉及一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

磺酸型水性聚氨酯具有很好的发展优势和应用前景。磺酸型水性聚氨酯具有亲水扩链剂用量少，乳液固含量高，胶膜致密等特点，因此其耐水性、耐电解质性、耐酸碱性、耐高低温性能较好。磺酸型水性聚氨酯在应用过程中具有很多优势且常选用活性高的氨基磺酸盐作为扩链剂，氨基磺酸盐反应活性高于醇类磺酸盐，且研究表明：与醇类小分子扩链剂相比，将胺类扩链剂引入聚氨酯分子链后材料的耐高温性能，强度以及硬度均有很大提高。另外，线型水性聚氨酯由于本身结构构造等因素，成膜后的成品存在着力学性能差、耐水性低和热稳定性差等缺点，交联改性可在本质上将聚氨酯设计成立体网状结构，能从结构上弥补其不足。葡萄糖中含有五个活性羟基，有利于氢键化，促进微相分离，多羟基的引入可提高水性聚氨酯的交联度，宏观上能改善胶膜的耐水性、力学性能和耐溶剂性能。另外，葡萄糖价格低廉和来源丰富，并且具有天然生物可降解等性能，是一种分布在自然界中最广的单糖。葡萄糖可以作为水性聚氨酯的一种交联改性剂，且廉价易得安全环保可再生，有着很好的发展优势和应用前景。

发明内容

为了克服现有水性聚氨酯制备技术上在降解性上的缺陷，本发明的目的在于公开一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的制备方法。

本发明的一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的材料和质量配比如下：

二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯，其在合成预聚体中占29.23—30.16%

多元醇为聚己内酯二醇，其在合成预聚体中占64.77—66.84%

内交联剂为葡萄糖，葡萄糖在合成预聚体中占0—3.00%

有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡，在预聚体中占0.01%

羧酸型亲水扩链剂为二羟甲基丙酸，在合成预聚体中占3.00%

后扩链剂为质量分数为50%的2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠水溶液，2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠质量占比为0.92—6.23%

中和剂三乙胺，质量占比为2.08—2.19%

所述的聚己内酯二醇分子量Mn为1000 g/mol，预聚体是由聚己内酯二醇、葡萄糖、异氟尔酮二异氰酸酯，有机锡催化剂和小分子扩链剂二羟甲基丙酸反应后得到。

本发明的一种葡萄糖和磺酸盐改性的可降解水性聚氨酯的制备方法，步骤和条件如下：

（1）将聚己内酯二醇和葡萄糖加入反应容器中搅拌10 min后将异氟尔酮二异氰酸酯加入反应容器中再搅拌10 min后加入催化剂，在80℃水浴加热及260 r/min的机械搅拌下，保温反应90 min；当反应体系中NCO质量分数达到22—51 %时，将反应体系温度降至40℃，将二羟甲基丙酸加入到反应容器中，再向反应体系中加入10%（预聚体质量为100%）的丙酮调节体系粘度，再升温至70℃下水浴加热及260 r/min的机械搅拌下保温反应90 min，当反应体系中NCO含量达到5—34 %时，将反应体系温度降至35℃，之后加入三乙胺保温反应30min，得到NCO端基的预聚体；