[發明專利]一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010196036.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111234162A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 易杰;代正偉;李書卿;年華;鐘晟;陳勇;戴詩媛;劉海燕;王紅梅;曾俊輝
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/83;C09D175/06;C09D175/08;C09D5/16
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯及其制備方法和應用，涉及新型材料技術領域。本發明提供的一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯的制備方法，通過配方設計及工藝優化，利用化學方法將具有高效、廣譜、低毒以及無殘留的廣譜防污劑草甘膦接枝到聚氨酯分子側鏈，先在聚氨酯側鏈中引入羧基基團，再將羧基基團與氫氧化物及草甘膦中和，形成側鏈可水解鏈段，合成得到的側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯具有較好的機械性能，應用于海洋防污涂料的制備后，可使得海洋防污涂料中的防污劑草甘膦穩定釋放，從而減少防污劑的用量，且提高海洋防污涂層的海洋防污期效，在提高海洋防污涂料的海洋防污期效同時，兼具對海洋生態環境環保的技術效果。

技術領域

本發明涉及新型材料技術領域，特別涉及一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯及其制備方法和應用。

背景技術

海洋污損問題一直影響海洋資源開發及海洋經濟發展，目前最有效的海洋防污是在海洋設備表面刷涂丙烯酸自拋光海洋防污涂料，使得海洋設備表面形成丙烯酸自拋光海洋防污涂層。丙烯酸自拋光海洋防污涂層的工作原理是：通過丙烯酸樹脂側鏈的酯鍵于海水中逐步水解，從而形成側鏈具有羧基的丙烯酸樹脂，當其水解達到一定程度時，丙烯酸樹脂可溶解于海水中，從而實現涂層表面自更新，且防污劑穩定釋放，達到海洋防污的效果。然而，由于丙烯酸樹脂具有熱粘冷脆的特殊結構，使其與傳統的環氧樹脂防腐涂層附著強度較差，因此需要連接漆提高防污涂層的附著強度，增加了材料成本及施工成本。

為了解決丙烯酸防污涂層存在的問題，現有技術通常采用可降解聚氨酯制備海洋防污涂料。比如，中國專利CN102731745A公開了一種可降解聚氨酯防污材料，具有較好的防污效果；中國專利CN109337565A制備了雙組份可降解聚氨酯防污涂層，可直接噴涂于防腐涂層表面而不需連接漆，因而具有較好的防污效果。

在實現本發明的過程中，發明人發現相關技術至少存在以下問題：

現有技術提供的可降解聚氨酯在應用于海洋防污涂料后，由于防污涂層使用的聚氨酯為主鏈降解模式，降解速率不可控，因而不具有自拋光的性能，造成防污期效較短，對海洋生態環境安全具有極大危害。

發明內容

針對相關技術存在的上述問題，本發明提供了一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯及其制備方法和應用，通過配方設計及工藝優化，利用化學方法將具有高效、廣譜、低毒以及無殘留的廣譜防污劑草甘膦接枝到聚氨酯分子側鏈制備得到側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯，該側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯具有較好的機械性能，其應用于海洋防污涂層后，可使得防污劑草甘膦可穩定釋放，從而減少防污劑的用量，且提高海洋防污期效，對海洋生態環境友好。本發明的技術方案如下：

根據本發明實施例的第一個方面，提供一種側鏈接枝草甘膦可降解聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）將10~50份聚醚二元醇溶于第一溶劑后得到第一反應液， 再將所述第一反應液升溫至110°C~125°C，采用冷凝回流的方式進行除水處理并保溫1~2 h，然后將所述第一反應液的溫度由110°C~125°C降溫至60~90°C，所述第一溶劑包括二甲苯、甲苯中的至少一種；

（2）向降溫后的所述第一反應液加入20~60份二異氰酸酯和0.2~0.5份催化劑，于60~90°C反應溫度下反應2~4 h，再向所述第一反應液加入5~20份帶羧基二元醇并繼續反應2~4h，得到第二反應液；

（3）向所述第二反應液加入第二溶劑，然后將所述第二反應液的溫度由60~90°C降溫至20~80°C，再向所述第二反應液緩慢滴加0.5~10份擴鏈劑后，將所述第二反應液的溫度由20~80°C升溫至60~90°C，并在60~90°C的反應溫度下繼續反應直至所述第二反應液的異氰酸酯基百分含量NCO%低于0.01%，所述第二溶劑包括二甲基亞砜DMSO、N,N-二甲基甲酰胺DMFN,N-二甲基甲酰胺DMF中的至少一種；