[发明专利]一种氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，S1，取多元醇30～45份、二异氰酸酯11～18份、催化剂0.5份，混合均匀，在氮气氛围和70～80℃下反应2～4h，然后加入带有羧酸基团的醇类小分子扩链剂2～3份和有机溶剂5～10份，再在70～85℃下反应1～3h，得水性聚氨酯预聚体；S2，加入丙烯酸酯2～6份，在70～80℃下反应3～8h，引入光固化基团；S3，加入2～4份中和剂，在30～45℃下反应0.5～1h，中和羧酸基团；S4，加入氨基酸类小分子扩链剂1～3份和去离子水90～200份，在30～45℃和1000～2000rpm转速搅拌下反应0.5～1h，得固含量25～45％的水性聚氨酯分散液；S5，加入0.4～2份的光引发剂，搅拌均匀，旋转蒸发去掉有机溶剂和三乙胺，即得所述材料。该材料的抗水解性能、生物相容性和力学性能均优良。

技术领域

本发明涉及一种氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，属于光固化树脂技术领域。

背景技术

生物强化技术是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能的技术。生物强化技术为水环境污染修复及污水处理厂提标改造提供了有潜力的解决方案。在生物强化技术中，传统的直接投加菌种的效果不能持久，需要采用生物固定材料将微生物固定。目前最常采用的生物固定材料为聚乙烯醇、海藻酸钠等，但是其力学性能不够理想，限制了其应用。因此，急需开发出力学性能优良的生物固定材料。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点，已经受到广大科研工作者的密切关注。但是，水性聚氨酯应用于污水处理这个技术领域时，其抗水解性能和生物相容性能仍不够理想。

发明内容

本发明提供了一种氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其制备方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，包括以下步骤：

S1，取多元醇30～45份、二异氰酸酯11～18份、催化剂0.5份，混合均匀，在氮气氛围和70～80℃下反应2～4h，然后加入带有羧酸基团的醇类小分子扩链剂2～3份和有机溶剂5～10份，再在70～85℃下反应1～3h，得水性聚氨酯预聚体；

S2，向步骤S1的产物中加入丙烯酸酯2～6份，在70～80℃下反应3～8h，引入光固化基团；

S3，向步骤S2的产物中加入2～4份中和剂，在30～45℃下反应0.5～1h，中和羧酸基团；在真空条件下脱除剩余的有机溶剂；

S4，向步骤S3的产物中加入氨基酸类小分子扩链剂1～3份和去离子水90～200份，在30～45℃和1000～2000rpm转速搅拌下反应0.5～1h，得固含量25～45％的水性聚氨酯分散液；

S5，向步骤S4的产物中加入0.4～2份的光引发剂，搅拌均匀，旋转蒸发去掉有机溶剂和三乙胺，即得所述氨基酸改性水性聚氨酯丙烯酸酯。

作为进一步改进的，所述多元醇为聚ε-己内酯二醇(PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚二酸二醇酯二醇等多元醇中的一种或多种。

作为进一步改进的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、赖氨酸乙酯二异氰酸酯(LDI)中的一种或多种。

作为进一步改进的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种或两种。

作为进一步改进的，所述带羧酸基团的醇类小分子扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)。