[发明专利]一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法，该耐光抗菌型水性聚氨酯涂料包括以下原料：耐光抗菌复合物、低聚物多元醇、多异氰酸酯、催化剂、扩链剂、交联剂和中和剂，所述所述耐光抗菌复合物为氧化石墨烯‑环糊精‑抗菌剂复合物，由包裹抗菌剂的环糊精修饰氧化石墨烯而得。本发明采用环糊精分子修饰氧化石墨烯，同时环糊精分子的内腔中包合抗菌剂，得到氧化石墨烯‑环糊精‑抗菌剂耐光抗菌复合物，将该耐光抗菌复合物添加到水性聚氨酯涂料中，使得水性聚氨酯涂料具有优异的耐紫外光性能、耐高温性能、耐老化性、耐酸碱性和抗菌性等。

技术领域

本发明涉及聚氨酯涂料领域，具体涉及一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯涂料作为一种常见的高分子材料，具有高弹性、良好的挠曲性、较高的弹性模量以及优良的耐磨性能，并具有良好的耐候、耐油、耐脂和耐许多种溶剂等优良的性能，此外，水性聚氨酯产品形态多样、成型工艺方便，因而被广泛应用于皮革涂饰、防治印染、造纸业、建筑涂料以及胶粘剂等领域。但水性聚氨酯涂料产品强度不高，耐热、耐水、抗静电、抗菌、阻燃等性能差，而且，由于使用的领域常接触太阳光，而太阳光线中含有大量对有色物质有害的紫外光，这些紫外光通过化学上的氧化还原作用，会使涂料的颜色发生变化。

为了提高水性聚氨酯涂料的耐紫外光性能，常采用加入紫外线吸收剂和抗氧化剂的方式，但传统的合成抗氧化剂比如叔丁基羟基茴香醚、过氧化氢叔丁基和叔丁基对苯二酚等具有较大的毒副作用和致癌性。

石墨烯是一种新兴材料，被誉为新材料之王。如果将石墨烯加入某些材料里，能够大大改善材料的柔韧性、硬度、耐腐蚀性等理化性质。氧化石墨烯是石墨烯的一种重要的衍生物，具有很高的比表面积以及丰富的含氧官能团。石墨烯经氧化改性后既保留了石墨烯原有性质，还附带改性基团的反应活性，因此氧化石墨烯对材料的改性成为一个重点研究的方向，氧化石墨烯复合材料具有广泛的应用前景。石墨烯对材料的功能化改性尤其在涂料领域，成为石墨烯应用的重要研究领域。如纯石墨烯在金属表面发挥防腐蚀、导电等作用的功能涂料；将氧化石墨烯应用于涂料中制备复合涂料，极大地提高了涂料的粘接性、抗冲击等力学性能，还提高了涂料耐紫外线、耐化学腐蚀的性能，延长了涂料的使用寿命。但石墨烯材料在水中的分散性较差，使其在涂料中的应用受到一定程度的限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法，该水性聚氨酯涂料具有良好的耐光、耐热、耐酸碱和抗菌性能。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料，包括以下原料：耐光抗菌复合物、低聚物多元醇、多异氰酸酯、催化剂、扩链剂、交联剂和中和剂，所述所述耐光抗菌复合物为氧化石墨烯-环糊精-抗菌剂复合物，由包裹抗菌剂的环糊精修饰氧化石墨烯而得；所述氧化石墨烯-环糊精-抗菌剂复合物、低聚物多元醇、多异氰酸酯、催化剂、扩链剂、交联剂、中和剂的重量比为氧化石墨烯-环糊精-抗菌剂复合物：低聚物多元醇：多异氰酸酯：催化剂：扩链剂：交联剂：中和剂＝0.02-0.08：25-50：14-19：0.01-0.06：2-6：1-3：1-4。

本发明通过在水性聚氨酯涂料中添加耐光抗菌复合物，提高了水性聚氨酯涂料的耐紫外光性能、耐高温性能、耐老化性、耐酸碱性和抗菌性等。本发明的耐光抗菌复合物是采用环糊精包裹的抗菌剂修饰氧化石墨烯而得到的，一方面，环糊精修饰后的氧化石墨烯提高了氧化石墨烯在聚氨酯涂料中的稳定性和分散性，增强了氧化石墨烯与聚氨酯基体间的界面结合力；另一方面，抗菌剂包裹于环糊精的纳米内腔中，延长了抗菌剂的释放时间，减缓了抗菌剂的挥发速度，是一种具有缓释特性的长效耐光抗菌复合物。

进一步的，所述环糊精采用α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。