[发明专利]一种改性聚氨酯及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种改性聚氨酯及其合成方法。

背景技术

聚氨酯(Polyurethane Resin)作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域具有广泛应用，也可用于航空、铁路、建筑、体育等方面，可用于制造塑料制品、耐磨合成橡胶制品、合成纤维、硬质和软质泡沫塑料制品、胶粘剂和涂料等；同时，聚氨酯还具有软硬度可调节性好以及低温、柔韧性好等优点。但是现有的聚氨酯往往在使用过程中会出现不耐腐、不耐细菌侵染以及经过长时间晾晒其柔韧性无法持续永久的问题，虽然现有的技术也会使用一些添加剂进行辅助，但是往往合成工艺复杂、粒子附着力不强容易脱落，生产成本较高，不适用于工业化生产。

EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物，一般醋酸乙烯(VA)含量在5％～40％。与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。通过将其与聚氨酯进行复合，不仅可以增加合成材料的柔韧性和抗腐蚀性能，而且还能够为其他粒子提供更多的附着空间，增加附着粒子之间的分子间作用力。纳米无机材料一直是材料领域研究的热点，而纳米氧化锌作为一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、高透明度、高分散性等特点。并且其可以作为抗菌剂使用，通过纳米氧化锌的复合作用，改性后的材料更加适于人体使用与接触。

本发明将聚氨酯与EVA树脂进行改性，改性后制得高分子材料能够具有很好的耐水性、稳定性，同时具有很高的胶膜拉伸强度，同时再加入纳米氧化银可以增加材料的抗菌性能及抗紫外线性能，可广泛应用于服装业以及皮革生产等其他工业领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚氨酯与EVA树脂共混改性的方法，以解决现有的聚氨酯柔韧性不持久、功能化单一、生产工艺复杂、抗菌性能差等技术问题；

为解决以上技术问题，本发明公开了以下技术方案；

本发明公开了一种改性聚氨酯，包括以下原料组分：聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、三乙胺、二月桂酸二丁基锡、丙烯酸酯、纳米氧化锌、钼碳磷酸盐、EVA树脂、偶联剂和助剂，其中所述原料的重量组分为：

该改性后的聚氨酯具有柔韧性持久、能够长时间接受阳光暴晒不老化变色并且放置在恶劣的环境中，自身附着的细菌少等特点。

进一步的，为了更好的利于复合，聚醚多元醇选用分子量为3500～4000的聚氧化丙烯三醇。

进一步的，为了提高复合材料的柔韧度以及便于聚合反应的发生，EVA树脂中醇酸乙烯的含量为15～25％，为了更加适于纳米材料的填充，纳米氧化锌的粒径大小为25～35nm。

进一步的，为了促进高分子的偶联，偶联剂为钛酸酯偶联剂，助剂为2-(二乙醇胺基)乙磺酸。

其中该复合材料的制备，包括以下制备步骤：

步骤一、聚醚多元醇的脱水处理

将聚醚多元醇倒入圆底烧瓶内，水浴条件下加热并用真空泵进行抽真空处理，直至脱水完全为止；

步骤二、聚合反应

将步骤一中脱水后的聚醚多元醇放入三口烧瓶中并加热处理，控制反应液的温度为75℃，将甲苯二异氰酸酯和丙烯酸酯分别用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，同时加入催化剂二月桂酸二丁基锡，滴加完毕后，恒温搅拌30分钟；

步骤三、改性处理

向三口烧瓶中加入EVA树脂，搅拌3～5小时后，将纳米氧化锌和钼碳磷酸盐的混合物加入到反应液中，待反应液呈乳液状时，再向反应液中加入偶联剂和助剂；

步骤四、扩链反应

然后再向三口烧瓶中加入二羟甲基丙酸，反应温度控制在80～85℃，搅拌3小时后，冷却至室温，用三乙胺进行中和，得到改性聚氨酯。

进一步的，在除水过程中为了防止温度过高使得聚醚多元醇分解，步骤一中水浴加热的温度为80℃，真空度为0.5个大气压。

进一步的，步骤二中搅拌的速度为150r/min，步骤三中搅拌的速度控制在50～80r/min。