[发明专利]一种聚氨酯脲‑壳聚糖共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物，其特征在于，其结构式如下：

2.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将小分子二醇与对二氧环己酮(PDO)、丙交酯(LA)在辛酸亚锡作用下反应，制备羟基封端的预聚体，平均分子量为1000～4000；所述小分子二醇为OH-(CH₂)n-OH，其中n＝1～6；所述反应体系为熔融体系；反应温度为140-145℃，反应压力为-0.096MPa，反应时间为12-24h；

步骤2：将步骤1得到的预聚体与异氰酸酯在辛酸亚锡作用下反应制得聚氨酯脲预聚体，所述聚氨酯脲预聚体的平均分子量为8000～10000；异氰酸酯与羟基封端的预聚体的反应体系为溶液体系，所述溶液为苯系溶液；反应温度为70-75℃；反应时间为10-14h；

步骤3：将步骤2得到的聚氨酯脲预聚体与缓慢滴入的壳聚糖及小分子二胺的异丙醇溶液进行反应，实现壳聚糖的接枝，同时获得长链聚氨酯脲，最终制得如权利要求1所述聚氨酯脲-壳聚糖共聚物，其分子量为20000～100000；所述小分子二胺为NH₂-(CH₂)n-NH₂，其中n＝1～6，所述壳聚糖分别为低分子量和高分子量壳聚糖，分子量为5000～50000；

聚氨酯脲预聚体与壳聚糖与小分子二胺的反应体系为溶液体系，所述溶液为苯系溶液；反应温度为70-75℃；反应温度为5℃温度；反应时间为3-6h。

3.根据权利要求2所述聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，小分子二醇与丙交酯(LA)的摩尔比为1:20～200；对二氧环己酮(PDO)与丙交酯(LA)的摩尔比为1:1～10。

4.根据权利要求2所述聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，异氰酸酯包括双官能团异氰酸酯或三官能团异氰酸酯中的任一种；异氰酸酯用量为保证NCO:OH摩尔比为1.1-1.5:1。

5.根据权利要求2所述聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，聚氨酯脲预聚体与壳聚糖和小分子二胺的摩尔比为保证NCO：NH₂＝1：1～1.2，所述反应中壳聚糖与小分子二胺的摩尔比为1：1/5～10，保证壳聚糖的引入量呈一定梯度。

6.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选用n＝2的乙二醇(EG)为小分子二醇，以EG/(PDO+LA)＝1:200,PDO/LA＝1:5的比例制备羟基封端的预聚体，所制得的预聚体的数均分子量4000；所述反应体系为熔融体系；反应温度为140-145℃，反应压力为-0.096MPa，反应时间为12-24h；

步骤2：将分子量为4000的羟基封端的预聚体与n＝6，含有双NCO的HDI进行反应，制备聚氨酯脲预聚体，所加入的HDI的含量为，保证NCO/OH的摩尔比为1.1：1，制得的聚氨酯脲预聚体的数均分子量为12000；异氰酸酯与羟基封端的预聚体的反应体系为溶液体系，所述溶液为苯系溶液；反应温度为70-75℃；反应时间为12h；

步骤3：将分子量为12000的NCO基封端的聚氨酯脲预聚体与分子量为10000的壳聚糖及n＝4的丁二胺共同反应，保证NCO/NH2的比例为1:1.05；同时分别以壳聚糖/丁二胺的摩尔比为1:2、1:1和1:0.5的比例制备聚氨酯脲-壳聚糖共聚物，分别制得共聚物1、共聚物2和共聚物3三种共聚物，其分子量分别为50000、38000、42000；

聚氨酯脲预聚体与壳聚糖与小分子二胺的反应体系为溶液体系，所述溶液为苯系溶液；反应温度为70-75℃；反应温度为5℃；反应时间4h。

7.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的应用，其特征在于，如权利要求1-6任一所述聚氨酯脲-壳聚糖共聚物用于制备塑料包装薄膜。

8.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的应用，其特征在于，如权利要求1-6任一所述聚氨酯脲-壳聚糖具有可控的降解性，降解性随着PDO与LA摩尔比的降低呈下降趋势，所述降解时间为6～24个月。

9.一种聚氨酯脲-壳聚糖共聚物的应用，其特征在于，如权利要求1-6任一所述聚氨酯脲-壳聚糖具有优良的耐油性，在6～24个月时间内耐食用油、防锈油、印刷油墨。