[发明专利]柠檬酸化壳聚糖改性水性聚氨酯及其制备方法

摘要

本发明涉及柠檬酸化壳聚糖改性水性聚氨酯及其制备方法，首先制备柠檬酸化壳聚糖，然后采用内乳化法，根据逐步聚合原理合成部分封端的水性聚氨酯预聚体，最后将部分封闭的水性聚氨酯预聚体接枝到柠檬酸化壳聚糖上，制得柠檬酸化壳聚糖改性的水性聚氨酯。通过本发明改性后的水性聚氨酯乳液的固含量、乳液粒径、胶膜的拉伸强度均有所增大，改性后的水性聚氨酯具有良好的生物降解性，耐水性也得到了提高，而且提高了生物质资源的利用率。

主权项

柠檬酸化壳聚糖型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：由以下步骤实现：步骤一：柠檬酸化壳聚糖的制备：将物质的量比（5～10）:1的柠檬酸与催化剂置于三口烧瓶中，加入足量蒸馏水完全溶解后摇匀，再称取与柠檬酸的质量比为1:（2～4）的壳聚糖加入三口烧瓶中，在100～110℃下反应2.5～3h，反应结束后，用乙醇沉淀、洗涤并抽滤，置于‑55℃条件下真空冷冻干燥36h，最后研磨粉碎制得粉末状的柠檬酸化壳聚糖；步骤二：将真空脱水后的聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯按‑NCO与‑OH物质的量比（2～6）:1的比例加入干燥的三口烧瓶中，搅拌均匀，滴加以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯质量总和为基准计0.03～0.06%的二月桂酸二丁基锡，在70～80℃下反应1.5～2h；将温度调至75～80℃，加入以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯质量总和为基准计1～3%的1,4‑丁二醇和以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯质量总和为基准计3～7%二羟甲基丙酸，继续反应2.5～3h；按‑OH物质的量与体系中‑NCO物质的量比为1:2的比例加入无水乙醇进行封端，于70～75℃反应0.5～1h，得到部分封端的水性聚氨酯预聚体；步骤三：将以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯质量总和为基准计0.5～2％柠檬酸化壳聚糖少量多次加至步骤二得到的体系中，同时滴加以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯质量总和为基准计0.02～0.05%的催化剂，于75～80℃反应3～3.5h，使部分封端的水性聚氨酯预聚体接枝到柠檬酸化壳聚糖上，向反应体系滴加5～10g丙酮控制反应体系的黏度并进行降温，降温至40～50℃加入与二羟甲基丙酸的物质的量比为（1.2～1.5）：1的三乙胺中和30min后，降温至室温，用丙酮反复洗涤、沉淀、过滤，以除去未反应的柠檬酸化壳聚糖，最后在转速为500 r/min剧烈搅拌条件下缓慢加入蒸馏水，高速乳化30min，静置直到表层泡沫自动消除，最后减压蒸馏去除丙酮后即得到柠檬酸化壳聚糖改性水性聚氨酯乳液；步骤四：制备得到的柠檬酸化壳聚糖改性水性聚氨酯乳液均匀涂覆于水平放置的玻璃板模型上，室温风干成膜后，置于烘箱中于温度为40℃下干燥12 h，制成胶膜，待冷却后将胶膜与玻璃板分离，放入干燥箱中备用。