【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯材料，具体涉及一种具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯及其制备方法。
技术介绍
1、具有不同分子结构的聚氨酯材料被广泛应用于日常生活中的各种领域，例如涂层领域、复合材料领域、粘合剂领域、生物医学材料领域，以及柔性和刚性泡沫领域等。然而，传统的基于有机溶剂制备得到的聚氨酯材料通常含有大量的有机溶剂和残留的异氰酸酯单体，不仅对环境以及人体有害，还不符合绿色材料发展的理念。相比之下，水性聚氨酯避免了上述这些安全问题，因此受到广泛关注，但是由于水性聚氨酯中化学键的结合力比较弱，因此其机械性能和寿命比较差，容易受到物理损伤和易于被化学降解。
2、目前，研究人员通过添加生物基材料，例如包括树皮和油等，以此有效开发生物基水性聚氨酯，然而，部分生物基材料需要转化为所需的多元醇才能被进一步使用，例如树皮和植物油需要分别液化或化学改性，才能参与聚氨酯的制备过程，这样不仅增加了产品的生产成本，而且还降低了其生产效率。此外，现有技术公开的水性聚氨酯材料的功能单一，无法满足具备多种功能的需求。
3、因此，在本领域中，亟需开发一种水性聚氨酯材料，以此解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯及其制备方法。本专利技术提供了一种兼具良好的机械性能、自修复性能以及防腐性能的水性聚氨酯，以此解决现有技术中水性聚氨酯存在的机械性差、成本昂贵且无法进行自愈，以及功能单一的技术问题。
2、为达到此专利技术
3、第一方面，本专利技术提供一种具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
4、
5、首先，本专利技术提供的具有自愈以及防腐功能的水性聚氨酯薄膜具有优异的自修复性能，一方面，其能够通过动态共价键苯酚-氨基甲酸酯键的热响应在一定处理后表现出良好的修复性能；另一方面，相比于简单的物理混合方式，本专利技术提供的改性后的无机填料能够通过共价接枝的方式接入到水性聚氨酯中，以此减少了纳米无机填料的团聚问题，并且改性无机填料与水性聚氨酯的分子链之间具有氢键作用，并与上述动态共价键之间具有协同作用，从而共同促进材料的自愈性能；其次，本专利技术提供的具有自愈以及防腐功能的水性聚氨酯具有良好的抗腐蚀能力，加入改性无机填料能够赋予材料良好的防腐功能，进而可以运用到海洋防腐领域中；最后，与仅加入单宁酸的复合膜相比，本专利技术提供的具有自愈以及防腐功能的水性聚氨酯薄膜具有优异的机械性能，具体为水性聚氨酯薄膜的拉伸强度有所提高。
6、此外，本专利技术通过调控上述各组分的重量份数，使得合成的水性聚氨酯薄膜具有一定的动态共价键，在保持良好愈合和防腐能力的同时，还具有良好的力学性能。若各组分的含量过低会导致聚氨酯整体的力学性能较差，薄膜材料的拉伸应变比较高，拉伸强度较低，动态愈合效果不明显；若各组分的含量过高会导致聚氨酯薄膜的抗拉强度过高，薄膜材料的柔韧性随之下降，不利于材料的愈合能力。
7、在本专利技术中，低聚物多元醇的重量份数为40-60份，例如可以为40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份、60份等。
8、在本专利技术中，二元异氰酸酯的重量份数为25-35份，例如可以为25份、28份、30份、32份、35份等。
9、在本专利技术中，亲水扩链剂的重量份数为3-5份，例如可以为3份、3.2份、3.5份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份等。
10、在本专利技术中，小分子扩链剂的重量份数为2-6份，例如可以为2份、2.2份、2.5份、3份、3.2份、3.5份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份、6份等。
11、在本专利技术中，单宁酸的重量份数为0.2-0.8份，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份等。
12、在本专利技术中，通过调控单宁酸的重量份数，使得水性聚氨酯薄膜能够综合提升自身的力学性能和自愈能力，份数过低会导致其自愈能力效果提升不明显，反之则会导致其力学性能和自愈能力均下降。
13、在本专利技术中，成盐剂的重量份数为3-5份，例如可以为3份、3.2份、3.5份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份等。
14、在本专利技术中，改性无机填料的重量份数为0.1-1份，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等。
15、在本专利技术中，通过调控改性无机填料的重量份数，使得水性聚氨酯薄膜能够综合提升自身的力学性能和防腐能力，份数过低会导致水性聚氨酯薄膜的防腐效果不明显，同时力学性能提升不明显，反之则会造成材料的刚性强度较大，韧性随之下降，从而影响水性聚氨酯薄膜的自愈能力以及防腐性能。
16、在本专利技术中，有机溶剂的重量份数为5-15份，例如可以为5份、8份、10份、12份、15份等。
17、在本专利技术中，催化剂的重量份数为0.05-0.15份，例如可以为0.05份、0.08份、0.1份、0.12份、0.15份等。
18、进一步优选地，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
19、
20、优选地，所述低聚物多元醇选自聚四氢呋喃醚醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇和聚己二酸己二醇中的任意一种或者至少两种的组合。
21、优选地，所述低聚物多元醇的羟值为50-120mgkoh/g，例如可以为50mgkoh/g、55mgkoh/g、60mgkoh/g、65mgkoh/g、70mgkoh/g、75mgkoh/g、80mgkoh/g、85mgkoh/g、90mgkoh/g、95mgkoh/g、100mgkoh/g、105mgkoh/g、110mgkoh/g、115mgkoh/g、120mgkoh/g等。
22、优选地，所述低聚物多元醇的重均分子量为1000-2000，例如可以为1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000等。
23、优选地，所述二元异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的任意一种或者至少两种的组合。
24、优选地，所述亲水扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸和乙氧基化聚合物二醇中的任意一种或者至少两种的组合。
25、优选地，所述小分子扩链剂选自1,4-丁二醇和/或1,6-己二醇。
26、优选地，所述成盐剂选自氢氧化钠、三乙胺和盐酸中的任意一种。
27、优选地，所述改性无机填料是被氧化锌改性处理得到的无机填料，以此实现改善无机填料在水性聚氨酯分子链中分散性能的目的。
28、优选地，所述无机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，所述低聚物多元醇选自聚四氢呋喃醚醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇和聚己二酸己二醇中的任意一种或者至少两种的组合；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，所述二元异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的任意一种或者至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，所述成盐剂选自氢氧化钠、三乙胺和盐酸中的任意一种；
6.一种制备根据权利要求1-5中任一项所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的方法，其特征在于，所述方法包括以下
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述改性剂包括氧化锌；
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述反应在惰性气氛下进行；
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述搅拌的温度为50℃，时间为30min-1h；
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述反应结束前还加入40-50mL的水；
...【技术特征摘要】
1.一种具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，按照重量份数计所述具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯的原料包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，所述低聚物多元醇选自聚四氢呋喃醚醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇和聚己二酸己二醇中的任意一种或者至少两种的组合；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有防腐功能的自愈合水性聚氨酯，其特征在于，所述二元异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的任意一种或者至少两种的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋平平，夏瑜，夏琪，唐敏艳，高蕾，张萍波，陈亮，
申请(专利权)人：昆山嘉力普制版胶粘剂油墨有限公司，
类型：发明
国别省市：
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