[發明專利]一種疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110063438.4
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112760025A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 閆凱;慕成龍;王英博;張國超;陳華
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09D175/06
• 分類號: C09D175/06;C09D7/62;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/42;C08G18/61;C08G18/66;C09D5/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明一種疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液及制備方法和應用，該方法在g?C₃N₄溶液加入Zn(NO₃)₂·6H₂O和2?甲基咪唑室溫攪拌得到乳濁液，離心分離洗滌后用水分散得到分散液；將聚己內酯和2,2?二羥甲基丁酸封閉狀態保溫得到反應液A，升溫到70～80℃加入異佛爾酮二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫反應得到反應液B，加入端羥基含氟聚硅氧烷反應3～4h得到反應液C，加入丙酮降至40～60℃加入1,4?丁二醇保溫0.5～1h得到反應液D，最后加入三乙胺保溫0.5～1h，用去離子水乳化得到FSiPU復合乳液；步驟2，將分散液與復合乳液混合均勻得到疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液。

技術領域

本發明涉及涂層材料技術領域，具體為一種疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液及制備方法和應用。

背景技術

水性聚氨酯(簡寫為WPU)是以水為分散介質的聚合物，具有安全環保、機械性能好、耐低溫、良好的柔韌性、pH穩定性、耐酸堿性和易改性等優點，廣泛應用在皮革、織物、醫學等各種領域。但是WPU用于涂層之后其疏水性能不佳。另外，在適宜的溫度和濕度下，WPU材料在使用和存放過程中表面極易生長細菌，不僅使材料斷裂和黃變，而且危害人類健康。

含氟聚合物具有較低的表面能，將其引入到WPU中，是提高WPU疏水性能的有效方法，但含氟聚合物價格高，因此工業化應用受到限制。聚硅氧烷具有優良的靈活性和疏水性，將含氟基團引入聚硅氧烷鏈段，合成的長鏈含氟聚硅氧烷兼具聚硅氧烷和有機氟化合物的優點，是一種性能優異的新型高分子材料。在WPU乳液中引入憎水性的含氟聚硅氧烷鏈段，其硅原子、氟原子在成膜過程中向表面遷移、富集，使得膜表面張力大大降低，從而提高了膠膜的疏水性。

金屬-有機骨架(MOFs)是一類新興的多孔晶體材料，在氣體儲存、分離和催化領域得到了廣泛的研究。大表面積、高孔隙率、分散良好的活性中心和可調的功能使MOFs在應用于光催化劑具有很高的前途，如水分裂、CO₂還原，以活性氧(ROS)為主的有毒化學物質氧化等。而石墨化碳化氮(g-C₃N₄)是另一種新型的無金屬聚合物光催化半導體材料，由于其帶隙窄(2.7eV)、成本低、無毒、穩定性好和結構性能好等優點受到廣泛關注,在水裂解、CO₂還原、污染物降解、滅菌等應用中表現出優異性能。g-C₃N₄納米片在載流子的轉移和分離方面具有顯著的優勢，是在光催化應用中很有前景。然而，純g-C₃N₄在可見光的照射下，空穴-電子對易復合等問題限制其自身的抗菌活性。但g-C₃N₄在其成分、尺寸、厚度、孔徑和形態等方面都有很大的可調性。因此，g-C₃N₄與ZIF-8形成的納米復合材料、含氟聚硅氧烷鏈段的WPU乳液復合，從理論上分析可以抑制其在使用和存放過程中表面細菌的生長，但目前還沒有相關的報道。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液及制備方法和應用，操作方便，成本低，得到g-C₃N₄@ZIF-8納米復合材料和PDSF改性水性聚氨酯成膜后，具有良好的力學性能和疏水性能。

一種疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯復合乳液的制備方法，包括如下步驟，