[发明专利]纳米钛酸铁改性聚氨酯预聚体的制备方法及其抗紫外应用

摘要

本发明属于复合材料技术领域，涉及高分子改性，尤其涉及一种纳米钛酸铁改性聚氨酯预聚体的制备方法及其抗紫外应用。本发明分别以TiSO4和Fe(NO3)3·9H2O为钛源及铁源，通过沉淀‑煅烧法制备纳米钛酸铁；然后以偶联剂表面改性，制得M‑Fe2TiO5；最后通过嫁接反应将Fe2TiO5成功与WOH复合制得具有高抗紫外性能的有机‑无机杂化Fe2TiO5/WOH预聚体。本发明原料简单易得，无毒、无污染，反应过程简单可控，步骤简易，具有高度的可操作性。所制备的纳米Fe2TiO5晶体无毒、无污染，属于具有优异抗紫外性能的环保型无机纳米抗紫外剂，预聚体在水相中分散性优良，与水反应固化后可以形成凝胶体，拥有良好的紫外屏蔽性能，具有广阔的应用前景，有利于提高该聚氨酯在藏北高原生态恢复过程中的使用寿命。

主权项

1.一种纳米钛酸铁改性聚氨酯预聚体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（A）、按照固液比为1g:100mL的比例，将干燥的纳米Fe₂TiO₅添加到乙醇中，超声分散至均匀，逐滴滴加偶联剂，所述偶联剂为γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH‑570，滴加完毕后，于40 KHz、100 W继续超声0.5～2 h；（B）、超声分散过程中Fe₂TiO₅中Ti‑OH与KH‑570中Si‑OH发生水解缩合反应后以Ti‑O‑Si相连得到M‑ Fe₂TiO₅，超声结束后用乙醇洗涤，以去除纳米颗粒表面多余的偶联剂，离心后置于60℃条件下真空干燥12h，即得干燥的M‑ Fe₂TiO₅；（C）、将甲苯二异氰酸酯TDI和环氧改性聚醚多元醇EO/PO‑OH于常温下加入带有机械搅拌器的反应器中，搅拌至均匀，将反应体系迅速升温至120℃，恒温反应4 h，此过程中多聚物由微黄色逐渐变为深黄色，其中，所述TDI投料量占总TDI投料量的30.17%，‑NCO:‑OH的摩尔比为1.75:1；（D）、迅速降温至90℃，将干燥的M‑Fe₂TiO₅分散至适量的丁酮中，与剩余的TDI同时加入至反应体系中，持续搅拌4 h，降温至40℃，按照固含量的85%加入丁酮稀释得Fe₂TiO₅/WOH预聚体，保存至塑料容器中，密封阴凉干燥避光处保存。