一种防污自清洁水性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种防污自清洁水性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法。本方法首先利用大分子引发技术，合成了以聚氨酯为主链，聚乙二醇为侧链的新型共聚物，然后通过溶胶-凝胶的方法将纳米TiO₂引入到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物基体中，制备出新型聚乙二醇接枝的聚氨酯纳米复合皮革涂饰材料。结合聚乙二醇优良的抗蛋白吸附性能和TiO₂的光催化活性以及纳米粒子特有的纳米效应，在不影响涂饰材料的透明度和成膜性能的同时，可以显著提高涂层的光催化自清洁性、抗蛋白和微生物吸附性能、杀菌防霉性，以及涂层的力学强度、耐热稳定性、耐磨性、抗紫外老化性能和卫生性能。

主权项

一种防污自清洁水性聚氨酯皮革涂饰剂，其特征在于通过大分子引发技术将聚乙二醇侧链作为侧链引入到水性聚氨酯主链上，合成出聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物；然后通过溶胶‑凝胶的方法将纳米TiO₂引入到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物基体中，得到防污自清洁聚乙二醇接枝的聚氨酯纳米复合涂饰材料；所述的聚乙二醇侧链的制备方法如下：将一定量的聚乙二醇或者聚乙二醇单醚，加入到含有三甲胺和二氯甲烷的反应器中，接着加入端基为异丙烯基的酰氯，酰氯与聚乙二醇或者聚乙二醇单醚的摩尔比为（3‑10）：1，于20‑30℃反应 3～24 h，抽滤，干燥，得到聚乙二醇侧链；所述的用大分子引发技术合成聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物的制备方法如下：1) 将异氰酸酯与聚合物多元醇按照摩尔比为（1.05～2.5）:1加入到反应器中，温度为50～150℃，搅拌速度500～2000rpm，搅拌反应2～5h, 得到预聚物； 2)  向反应器中加入亲水性扩链剂，其所带反应基团与多元醇的羟基的摩尔比为（0.04～1.05） :1；于25～90℃反应1～4h，搅拌速度500～2000rpm；3) 加入含有四苯基乙烷基的二醇类引发剂和催化剂，引发剂与异氰酸酯的摩尔比为（0.1～0.8）:1，于30‑50℃反应3～24 h，抽滤，干燥，得到大分子引发剂PUI;4）将聚乙二醇侧链和大分子引发剂PUI按质量比为（0.05～0.7）：1加入反应器中，反应3～24h, 得到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物；所述的溶胶‑凝胶法将纳米TiO₂引入到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物基体制备聚乙二醇接枝的聚氨酯纳米复合涂饰材料的具体方法如下：1)  将TiO₂的前驱体溶液加入反应器中，反应 3‑5h，得到TiO₂溶胶；2)   向聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物中滴加TiO₂溶胶，于20～30℃反应2‑4h， 3)  加入含有中和剂的水溶液，使其pH为3‑10，同时高速乳化，搅拌速度为500～2000rpm，于 25～60℃反应2～4h，得到二氧化钛/聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物乳液；4) 将反应产物浓缩到固含量为20%～40%。