[发明专利]外层亲水内层疏水的水性聚氨酯材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种外层亲水内层疏水的水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)向聚合物二元醇和二异氰酸酯中加入催化剂，于搅拌条件和氮气保护下预聚反应45～150分钟；其中，聚合物二元醇和二异氰酸酯的摩尔份数分别为0.8～1.2份和3～3.6份，催化剂的添加量为聚合物二元醇和二异氰酸酯总物料重量的1～10‰；

(2)向步骤(1)所得物加入扩链剂Ⅰ，并在20～70℃下扩链反应15～120分钟；其中，扩链剂Ⅰ的摩尔份数为0.2～0.5份；

(3)在强力搅拌下，向步骤(2)所得物中加水，同时加入扩链剂Ⅱ并滴加中和剂再次扩链反应60～240分钟，得到所述外层亲水内层疏水的水性聚氨酯；所述扩链剂Ⅱ的摩尔份数为1.5～1.8份；

所述扩链剂Ⅰ的化学结构式如式Ⅰ所示：

其中，A为氨基或者羟基；m,n相互独立地为0～10中的任一整数；

Y为连接体，为主链原子个数为3～10的烷基链、醚键、酰胺键或酯键；

M为纯粹肽段，包括苯丙氨基酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、色氨酸基团中的一种或多种，氨基酸数目为1～6的整数；

R为除氨基或羟基之外的任意一种基团，包括疏水性自组装基团、非自组装疏水性基团、非自组装亲水性基团中的一种；其中，当M不足以使得自组装现象发生时，R为疏水性自组装基团；

所述疏水性自组装基团包括芴甲氧羰基、苄氧羰基、联苯、吲哚、萘、蒽、芘中的任意一种；所述非自组装疏水性基团包括叔丁氧羰基、酯基中的任意一种；所述非自组装亲水性基团包括羧基、酰胺中的一种；

所述扩链剂Ⅱ为分子量不大于300的二元胺；

所述聚合物二元醇为聚醚二元醇、共聚醚二元醇、聚酯二元醇、共聚酯二元醇、聚硅氧烷二元醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种与聚乙二醇的混合物，其数均分子量为400～6000。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯中的任一种；所述催化剂包括辛酸亚锡、辛酸锌、二月桂酸丁基锡、三亚乙基二胺或有机铋化合物中的一种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括赖氨酸衍生的二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基1，6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式Ⅰ中，M为苯丙氨基酸、酪氨酸或丙氨酸基团，A为氨基或羟基，R为芴甲氧羰基、吲哚或羧基，m为0，n为4；其中，M为丙氨酸时，R不为羧基。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚合物二元醇和二异氰酸酯的摩尔份数分别为1份和3.6份；步骤(2)中，扩链剂Ⅰ的摩尔份数为0.2～0.4份。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述二元胺包括肼、乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，6-己二胺、异佛尔酮二胺、乙醇胺、丙醇胺或赖氨酸中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述中和剂包括有机碱或无机碱。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述中和剂包括稀氢氧化钠水溶液、稀氢氧化钾水溶液、稀碳酸氢钠水溶液、三乙胺或氨水中的任一种，浓度为0.1～1mol/L。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述扩链剂Ⅱ为赖氨酸，其摩尔份数为1.6～1.8份；和/或，步骤(3)中，再次扩链反应为30～120 分钟。

10.由权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的一种外层亲水内层疏水的水性聚氨酯。