[发明专利]一种疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用

说明书

本发明一种疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用，该方法在g‑C₃N₄溶液加入Zn(NO₃)₂·6H₂O和2‑甲基咪唑室温搅拌得到乳浊液，离心分离洗涤后用水分散得到分散液；将聚己内酯和2,2‑二羟甲基丁酸封闭状态保温得到反应液A，升温到70～80℃加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡反应得到反应液B，加入端羟基含氟聚硅氧烷反应3～4h得到反应液C，加入丙酮降至40～60℃加入1,4‑丁二醇保温0.5～1h得到反应液D，最后加入三乙胺保温0.5～1h，用去离子水乳化得到FSiPU复合乳液；步骤2，将分散液与复合乳液混合均匀得到疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域，具体为一种疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用。

背景技术

水性聚氨酯(简写为WPU)是以水为分散介质的聚合物，具有安全环保、机械性能好、耐低温、良好的柔韧性、pH稳定性、耐酸碱性和易改性等优点，广泛应用在皮革、织物、医学等各种领域。但是WPU用于涂层之后其疏水性能不佳。另外，在适宜的温度和湿度下，WPU材料在使用和存放过程中表面极易生长细菌，不仅使材料断裂和黄变，而且危害人类健康。

含氟聚合物具有较低的表面能，将其引入到WPU中，是提高WPU疏水性能的有效方法，但含氟聚合物价格高，因此工业化应用受到限制。聚硅氧烷具有优良的灵活性和疏水性，将含氟基团引入聚硅氧烷链段，合成的长链含氟聚硅氧烷兼具聚硅氧烷和有机氟化合物的优点，是一种性能优异的新型高分子材料。在WPU乳液中引入憎水性的含氟聚硅氧烷链段，其硅原子、氟原子在成膜过程中向表面迁移、富集，使得膜表面张力大大降低，从而提高了胶膜的疏水性。

金属-有机骨架(MOFs)是一类新兴的多孔晶体材料，在气体储存、分离和催化领域得到了广泛的研究。大表面积、高孔隙率、分散良好的活性中心和可调的功能使MOFs在应用于光催化剂具有很高的前途，如水分裂、CO₂还原，以活性氧(ROS)为主的有毒化学物质氧化等。而石墨化碳化氮(g-C₃N₄)是另一种新型的无金属聚合物光催化半导体材料，由于其带隙窄(2.7eV)、成本低、无毒、稳定性好和结构性能好等优点受到广泛关注,在水裂解、CO₂还原、污染物降解、灭菌等应用中表现出优异性能。g-C₃N₄纳米片在载流子的转移和分离方面具有显著的优势，是在光催化应用中很有前景。然而，纯g-C₃N₄在可见光的照射下，空穴-电子对易复合等问题限制其自身的抗菌活性。但g-C₃N₄在其成分、尺寸、厚度、孔径和形态等方面都有很大的可调性。因此，g-C₃N₄与ZIF-8形成的纳米复合材料、含氟聚硅氧烷链段的WPU乳液复合，从理论上分析可以抑制其在使用和存放过程中表面细菌的生长，但目前还没有相关的报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用，操作方便，成本低，得到g-C₃N₄@ZIF-8纳米复合材料和PDSF改性水性聚氨酯成膜后，具有良好的力学性能和疏水性能。

一种疏水型和光控抗菌型水性聚氨酯复合乳液的制备方法，包括如下步骤，