【技术实现步骤摘要】
本申请涉及涂层材料领域，更具体地说，它涉及一种抗紫外线聚氨酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯(pu)是一类含有大量重复氨基甲酸酯基团(-nhcoo-)的嵌段共聚物的统称。从分子结构上看，聚氨酯分子链由软段和硬段不断交替排列构成，独特的嵌段共聚结构使pu具有极高的抗拉强度、高弹性、耐油性、耐磨性、设计灵活和易加工等特点，被广泛应用于弹性体、树脂、涂料、胶粘剂、纤维等领域。
2、然而在聚氨酯图层使用过程中，不可避免地会受到碰撞或者刮擦，从而直接影响到聚氨酯涂层的安全性和使用寿命，而为了解决这个问题，使聚氨酯涂层具有自修复能力是目前作为有效的方法之一。
3、虽然上述的自修复聚氨酯涂层在受到碰撞或者刮擦后能够自我恢复，但是在碰撞或者刮擦时附着的微生物也将进入自修复聚氨酯涂层内部，而自修复聚氨酯涂层的主要原料为生物基，进而存在微生物大量繁殖的情况，从而导致自修复聚氨酯涂层在碰撞或者刮擦后的使用寿命将显著下降。
技术实现思路
1、为了改善聚氨酯抗紫外线性能仍有所不足的缺陷，本申请提供一种抗紫外线聚氨酯复合材料及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，采用如下的技术方案：
3、一种抗紫外线聚氨酯复合材料及其制备方法，包括以下原料：2-3mol二聚酸二异氰酸酯、0.6-1mol聚碳酸亚丙酯二醇、0.1-0.4mol硅氧烷改性聚醚、0.4-2mol异佛尔酮二胺、0.4-2mol聚醚胺d-230及0.25-0.5m
4、由于氧化锌具有较高的折射率，从而能够有效地散射和反射紫外线以及能够吸收uva和uvb波段的紫外线光子，可以将其能量转化为热能，同时氧化锌能够释放锌离子，这些离子能够与细菌细胞壁上的蛋白质和酶结合，破坏其结构和功能，同时能够诱导细菌细胞内的氧化应激，从而损伤细菌dna和蛋白质，抑制细菌的生长和繁殖。
5、但是常规的氧化锌具有较高的表面能、不规则颗粒形状、表面电荷和极性导致的颗粒间相互作用力强，容易聚集形成团聚体，且在非极性或低级性介质中相互作用弱，因此均匀分散的能力有所不足，由于本申请采用的氧化锌前驱体溶液用于原位合成氧化锌聚氨酯，使得氧化锌颗粒在聚氨酯聚合过程中同步形成，颗粒能够在形成初期就均匀分布在聚合物基质中，有利于氧化锌的稳定分散，进而促使制备的聚氨酯复合材料具有更为优良的抗菌性能和抗紫外线性能。
6、优选的，所述氧化锌前驱体溶液由乙酸锌为锌源制得。
7、优选的，所述氧化锌前驱体溶液中含有聚苯乙烯。
8、虽然原位合成的方式可以有效的提升氧化锌的分散性，但是原位合成时的反应条件、后处理等因此的控制不当，也可能会导致粒子间的团聚，使得氧化锌的分散效果仍有所不足。
9、而聚苯乙烯可以作为载体，将氧化锌吸附或嵌入到其基质中，使得氧化锌表面形成一层保护层，使得氧化锌能够在聚苯乙烯基体中分散，且聚苯乙烯可以降低氧化锌与溶剂之间的界面张力，使得氧化锌更容易被湿润，湿润性的提高有利于氧化锌在溶剂中更好的分散，因此将聚苯乙烯加入至氧化锌前驱体溶液中来提高氧化锌的分散性。
10、优选的，所述氧化锌前驱体溶液为聚苯乙烯接枝乙烯基锌盐溶液。
11、由于聚苯乙烯与氧化锌是单独添加的，所以聚苯乙烯与氧化锌之间存在被其他组分阻碍的情况，从而导致聚苯乙烯无法对氧化锌进行分散改性，进而导致氧化锌的抗紫外线性能有所不足。
12、而相对于单独添加聚苯乙烯和氧化锌来说，将聚苯乙烯通过接枝的方式与氧化锌进行预先连接，有效降低了聚苯乙烯和氧化锌之间被其他组分阻碍的可能性，从而促使氧化锌获得更好地分散效果，最终表现为聚氨酯复合材料获得更为优良的抗紫外线性能。
13、优选的，所述乙烯基锌盐溶液的制备方法：称取1mol乙酸锌放入去离子水中，经搅拌后进行抽滤，将滤得的乙酸锌放入真空干燥箱中干燥，将经真空干燥后的乙酸锌加入到含有1.2mol乙烯基三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液中，反应完成后用无水乙醇进行洗涤，再用去离子水洗去无水乙醇，得到改性后的乙烯基锌盐溶液。
14、由于乙酸锌是一种金属盐，通常在溶液中解离成锌离子和乙酸根离子，这些离子本身不具备直接引发聚苯乙烯接枝反应的活性，接枝反应通常需要自由基、阳离子或阴离子等活性种来攻击聚苯乙烯分子链。
15、而在乙酸锌中通过加入乙烯基三乙氧基硅烷得到改性后的乙烯基锌盐溶液，乙烯基三乙氧基硅烷是一种含有乙烯基和硅烷基团的有机硅化合物，使得乙酸锌能够与乙烯基三乙氧基硅烷中的乙烯基团反应，得到改性后的乙烯基锌盐溶液。
16、优选的，所述氧化锌前驱体溶液的制备方法：在聚合瓶中加入苯乙烯和引发剂bpo，再加入乙烯基锌盐溶液，经抽真空、氮气置换后封闭瓶口将聚合瓶置于油浴中，在60℃下搅拌反应4-6h，反应后加入去离子水，超声溶解得氧化锌前驱体溶液。
17、由于常见的合成法中，氧化锌的成核和生长过程可能不受严格控制，从而导致颗粒大小不均、形状不规则，使得颗粒之间易发生团聚，在合成过程中，通常需要在高温下进行，高温处理也可能导致氧化锌的分散性降低。
18、但是原位合成法允许在特定条件下控制氧化锌的成核和生长过程，可以在原子或分子水平上操作氧化锌的形成，从而获得均匀分散的颗粒，同时原位合成法通常在相对温和的条件下进行，有助于形成均匀且分散性好的氧化锌。
19、优选的，包括一下原料：0.9-1.1mol乙酸锌、1.1-1.3mol乙烯基三乙氧基硅烷、1.1-1.3mol苯乙烯和0.009-0.02mol引发剂bpo。
20、由于当乙酸锌、乙烯基三乙氧基硅烷和苯乙烯的添加量一样多时，接枝反应的性能可能相对较低，因此在本申请中苯乙烯好乙烯基三乙氧基硅烷的添加量多于乙酸锌的添加量，有利于提高接枝反应的性能，反应更充分，接枝密度更高。
21、第二方面，本申请提供一种抗紫外线聚氨酯复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：
22、一种抗紫外线聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
23、s1：称取烯丙基缩水甘油醚置于四颈烧瓶中，并加入反应催化剂四氯化铂的异丙醇溶液，升温至90℃，搅拌0.5h完成活化后，缓慢滴加七甲基三硅氧烷反应4h，除杂质，得硅氧烷改性缩水甘油醚；
24、s2：将硅氧烷改性缩水甘油醚、起始剂二乙二醇和催化剂三氟化硼·乙醚加入到烧瓶中，加热至60℃后反应0.5h后完成活化，通过冰水浴降温至5℃，将环氧丙烷缓慢滴加进烧瓶，搅拌反应5h，得到硅氧烷改性聚醚；
25、s3：称取聚碳酸亚丙酯二醇与少量硅氧烷改性聚醚的混合物加入至四颈烧瓶中，在120-130℃真空脱水2h，再冷却至80℃，加入二聚酸二异氰酸酯和催化剂二月桂酸二丁基锡，反应3h得聚氨酯预聚物；
26、s4：在聚氨酯预聚体中，加入2-4质量份乙醇和12本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于，包括以下原料：2-3mol二聚酸二异氰酸酯、0.6-1mol聚碳酸亚丙酯二醇、0.1-0.4mol硅氧烷改性聚醚、0.4-2mol异佛尔酮二胺、0.4-2mol聚醚胺D-230及0.25-0.5mol/L氧化锌前驱体溶液，所述氧化锌前驱体溶液用于原位合成氧化锌聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液由乙酸锌为锌源制得。
3.根据权利要求2所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液中含有聚苯乙烯。
4.根据权利要求3所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液为聚苯乙烯接枝乙烯基锌盐溶液。
5.根据权利要求4所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于，所述乙烯基锌盐溶液的制备方法：称取乙酸锌放入去离子水中，经搅拌后进行抽滤，将滤得的乙酸锌放入真空干燥箱中干燥，将经真空干燥后的乙酸锌加入到含有乙烯基三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液中，反应完成后用无水乙醇进行洗涤，再用去离子水洗去无水乙醇，得到改性后
6.根据权利要求5所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于，所述氧化锌前驱体溶液的制备方法：在聚合瓶中加入苯乙烯和引发剂BPO，再加入乙烯基锌盐溶液，经抽真空、氮气置换后封闭瓶口将聚合瓶置于油浴中，在60℃下搅拌反应4-6h，反应后加入去离子水，超声溶解得氧化锌前驱体溶液。
7.根据权利要求6所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：包括一下原料：0.9-1.1mol乙酸锌、1.1-1.3mol乙烯基三乙氧基硅烷、1.1-1.3mol苯乙烯和0.009-0.02mol引发剂BPO。
8.权利要求1-7任一所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于，包括以下原料：2-3mol二聚酸二异氰酸酯、0.6-1mol聚碳酸亚丙酯二醇、0.1-0.4mol硅氧烷改性聚醚、0.4-2mol异佛尔酮二胺、0.4-2mol聚醚胺d-230及0.25-0.5mol/l氧化锌前驱体溶液，所述氧化锌前驱体溶液用于原位合成氧化锌聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液由乙酸锌为锌源制得。
3.根据权利要求2所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液中含有聚苯乙烯。
4.根据权利要求3所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于：所述氧化锌前驱体溶液为聚苯乙烯接枝乙烯基锌盐溶液。
5.根据权利要求4所述的一种抗紫外线聚氨酯复合材料，其特征在于，所述乙烯基锌盐溶液的制备方法：称取乙酸锌放入去离子水中，经搅拌后进行抽...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴锦京，李健，陈新，徐君峰，王艳艳，张伟，雷燕，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：发明
国别省市：
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