本发明专利技术公开了一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，方法如下：1）将氧化锆和淀粉混合压片后经高温煅烧，获得多孔氧化锆陶瓷片；2）对陶瓷片进行激光处理和热处理，收集陶瓷片表面打磨掉落的粉末，即可获得疏水多孔氧化锆粉末；3）制备含吡啶基团的聚氨酯预聚体；4）制备多孔乙烯基聚氨酯；5）将填充有壳聚糖的多孔氧化锆与多孔乙烯基聚氨酯加入到溶剂中，经反应即可获得所需的低润湿性聚氨酯。本发明专利技术通过将疏水多孔氧化锆通过金属配位键与多孔乙烯基聚氨酯键连，并嵌入在多孔聚氨酯的孔隙中，避免了疏水物质与外界直接接触造成疏水物质的脱落，增强了低润湿性聚氨酯的稳定性，延长了该聚氨酯的使用寿命，具有广泛的应用前景。
A kind of low wettability polyurethane for swimming circle surface painting
【技术实现步骤摘要】
一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯。
技术介绍
游泳圈作为游泳初学者是不可或缺的工具，在水上休闲运动中起到辅助或保护作用，成为市场上畅销的产品。游泳圈大多为塑胶制品，遇水后塑胶表面变的十分湿滑，很难抓握，具有一定的危险性，因此降低游泳圈表面的湿滑性，使其易于抓握，对提高游泳初学者的生命安全十分重要。目前，公告号为CN2019105461312的中国专利公布了一种耐用型超低润湿性聚氨酯泡沫材料的制备方法，公开了将键接硅烷的聚氨酯泡沫浸渍在烷基硅烷或氟代烷基硅烷溶液中，通过水解、缩合反应将低表面能聚硅氧烷键连到聚氨酯泡沫表面，从而获得超低润湿性聚氨酯泡沫，该专利文件给出了将疏水物质包裹在聚合物表面从而获得低润湿性聚合物的技术启示，但是将这种方式获得的低润湿性聚合物涂刷在游泳圈表面，虽然聚合物与表面的疏水物质是通过化学键作用连接的，作用的强度远大于氢键作用，但是由于疏水物质是包裹在聚氨酯的表面，在长期的使用过程中，在外界因素的直接作用下容易造成化学键的断裂，使得聚氨酯疏水性下降，从而造成游泳圈表面润湿性的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，将疏水物质通过金属配位键与多孔聚氨酯键连，并嵌入在多孔聚氨酯的孔隙中，避免了疏水物质与外界直接接触造成疏水物质的脱落，从而增强了低润湿性聚氨酯的稳定性，延长了该聚氨酯的使用寿命，增强了游泳圈的性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：1.一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其特征在于，具体制备方法如下：1）按质量比为5-8:1的比例称取超细氧化锆和可溶性淀粉，分别倒入球磨机中，经湿磨得到混合浆料，将混合浆料加热后进行高速搅拌，得到粘稠糊状物，经干燥、研磨后得到含淀粉的氧化锆粉末，将得到的粉末倒入模具中，在20-25MPa压力下压片5-10min，经高温煅烧即可获得多孔氧化锆陶瓷片；本专利技术利用淀粉作用造孔剂，将淀粉和超细氧化锆混合湿磨后进行压片和高温煅烧，使得淀粉分解逸出，从而获的多孔的氧化锆陶瓷片；2）将获得的多孔氧化锆陶瓷片依次放入无水乙醇和去离子水中超声波清洗10-15min，功率为300-400W，然后使用激光器对陶瓷片表面进行激光扫描处理；通过对氧化锆陶瓷片的表面进行激光处理，使得氧化锆微粒表面形成整齐的网格状微纳结构的沟槽，并且在沟槽的边缘形成亚微米级的突起，而且在突起部位粘附着不计其数的由激光处理产生的纳米级别的小晶粒，这些附着的小晶粒在突起部位形成了毛刺般的纳米线条晶体，从而使得氧化锆陶瓷片的激光处理区域形成由亚微米级的突起以及纳米级线条晶体组成的微纳团簇多级结构，这种多级微纳结构组成了陶瓷片表面的粗糙结构，从而实现了陶瓷片表面自由能的降低；将处理过的陶瓷片放入100-130℃恒温热处理炉中加热处理20-25h；通过将陶瓷片进行热处理，可以进一步的降低其表面自由能，增强其疏水性；然后取出陶瓷片，置于烘箱中烘干，然后使用砂轮机对陶瓷片的激光处理面进行打磨，收集掉落的粉末，即可获得疏水多孔氧化锆粉末；采用砂轮机对陶瓷片的处理面进行打磨，即可获得疏水粉末，并且由于收集的粉末粒径远大于单一氧化锆微粒的粒径，因此所收集的粉末大多是由氧化锆微粒团聚所形成的疏水多孔氧化锆粉末；3）将聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加热至60-80℃，反应3-5h，然后加入四苯基乙二醇和辛酸亚锡，继续反应6-8h，将得到的含苯环的聚氨酯预聚体与乙烯基吡啶混合后加入到无水乙醇中，升温至80-110℃，反应4-7h，得到含吡啶基团的聚氨酯预聚体；通过聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯发生缩合反应得到异氰酸酯基封端的聚氨酯化合物，该聚氨酯化合物中的异氰酸酯基与四苯基乙二醇中的羟基在催化剂的作用下继续发生缩聚反应形成含苯环的聚氨酯化合物，形成的聚氨酯化合物中连接苯环的C-C键较弱极易发生断裂，添加的乙烯基吡啶中的C=C断裂后插入到两个碳原子之间，使得吡啶基团被引入聚氨酯中，从而获得含吡啶基团的聚氨酯；4）将无水氯化锌加入到无水乙醇中，搅拌溶解后加入含吡啶基团的聚氨酯预聚体，室温下反应6-8h后，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，将反应产物加入到1,4-二氧六环溶液中，再加入二乙烯基苯和过氧化二苯甲酰，向反应器中充入氮气30-40min，升温至70-80℃反应8-12h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，即可获得多孔乙烯基聚氨酯；通过聚氨酯中的吡啶基团与锌离子配位，形成吡啶-锌配位化合物，再利用聚氨酯中吡啶基团两端的乙烯基发生聚合反应，从而形成结构稳定的以配位结构为骨架的含有共价连接的杂化多孔聚合物；5）将疏水多孔氧化锆粉末加入到壳聚糖溶液中，负压处理2-3h，过滤后将产物进行烘干，得到填充有壳聚糖的多孔氧化锆粉末，然后与多孔乙烯基聚氨酯加入到1,4-二氧六环溶液中，水浴加热至40-50℃，在转速为300-400r/min下搅拌3-5h，恒温反应2-4h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，用蒸馏水冲洗15-20min，在60-65℃下真空干燥6-8h，即可获得所需的低润湿性聚氨酯；利用多孔氧化锆粉末内填充的壳聚糖中含有的亚氨基、羧基等基团与多孔乙烯基聚氨酯配位结构骨架中的锌离子发生螯合反应，从而使得多孔氧化锆粉末与多孔乙烯基聚氨酯连接并嵌入在多孔聚氨酯的孔隙中，从而获得表面低润湿性的聚氨酯；优选地，一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其中制备步骤1）中，所述超细氧化锆的粒径为10-20um；所述球磨机的转速为300-500r/min，湿磨时间10-15h；所述混合浆料的加热温度为70-80℃，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间1-2h；所述干燥温度为90-110℃，干燥时间25-30h；所述研磨后的粉末粒径为50-70um；所述高温煅烧的温度为1150-1300℃，煅烧时间10-13h，升降温速度均为10-15℃/min。优选地，一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其中制备步骤2）中，所述激光扫描处理的工艺参数为：激光器的功率为70-80W，输出波长为1060-1070nm，扫描速度为1002-1420mm/s，脉冲宽度为200-240ns，重复频率为70-115kHz，单脉冲能量为0.58-0.68mJ；所述氧化锆陶瓷片表面的激光扫描处理为等间距的横向处理和纵向处理；所述烘箱干燥温度为60-80℃，干燥时间5-7h；所述收集的粉末粒径为70-100um。优选地，一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其中制备步骤3）中，所述聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、四苯基乙二醇、乙烯基吡啶的摩尔比为1:1.2-2.3:0.6-1.1:1.5-2.5；所述辛酸亚锡的添加量为反应体系总重量的1-2%；所述无水乙醇的添加量为含苯环的聚氨酯预聚体重量的35-45%。优选地，一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其中制备步骤4）中，所述无水氯化锌、无水乙醇和含吡啶基团的聚氨酯预聚体的质量体积比为1g:35-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其特征在于，具体制备方法如下：/n1）按质量比为5-8:1的比例称取超细氧化锆和可溶性淀粉，分别倒入球磨机中，经湿磨得到混合浆料，将混合浆料加热后进行高速搅拌，得到粘稠糊状物，经干燥、研磨后得到含淀粉的氧化锆粉末，将得到的粉末倒入模具中，在20-25MPa压力下压片5-10min，经高温煅烧即可获得多孔氧化锆陶瓷片；/n2）将获得的多孔氧化锆陶瓷片依次放入无水乙醇和去离子水中超声波清洗10-15min，功率为300-400W，然后使用激光器对陶瓷片表面进行激光扫描处理，将处理过的陶瓷片放入100-130℃恒温热处理炉中加热处理20-25h，然后取出陶瓷片，置于烘箱中烘干，然后使用砂轮机对陶瓷片的激光处理面进行打磨，收集掉落的粉末，即可获得疏水多孔氧化锆粉末；/n3）将聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加热至60-80℃，反应3-5h，然后加入四苯基乙二醇和辛酸亚锡，继续反应6-8h，将得到的含苯环的聚氨酯预聚体与乙烯基吡啶混合后加入到无水乙醇中，升温至80-110℃，反应4-7h，得到含吡啶基团的聚氨酯预聚体；/n4）将无水氯化锌加入到无水乙醇中，搅拌溶解后加入含吡啶基团的聚氨酯预聚体，室温下反应6-8h后，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，将反应产物加入到1,4-二氧六环溶液中，再加入二乙烯基苯和过氧化二苯甲酰，向反应器中充入氮气30-40min，升温至70-80℃反应8-12h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，即可获得多孔乙烯基聚氨酯；/n5）将疏水多孔氧化锆粉末加入到壳聚糖溶液中，负压处理2-3h，过滤后将产物进行烘干，得到填充有壳聚糖的多孔氧化锆粉末，然后与多孔乙烯基聚氨酯加入到1,4-二氧六环溶液中，水浴加热至40-50℃，在转速为300-400r/min下搅拌3-5h，恒温反应2-4h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，用蒸馏水冲洗15-20min，在60-65℃下真空干燥6-8h，即可获得所需的低润湿性聚氨酯。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其特征在于，具体制备方法如下：
1）按质量比为5-8:1的比例称取超细氧化锆和可溶性淀粉，分别倒入球磨机中，经湿磨得到混合浆料，将混合浆料加热后进行高速搅拌，得到粘稠糊状物，经干燥、研磨后得到含淀粉的氧化锆粉末，将得到的粉末倒入模具中，在20-25MPa压力下压片5-10min，经高温煅烧即可获得多孔氧化锆陶瓷片；
2）将获得的多孔氧化锆陶瓷片依次放入无水乙醇和去离子水中超声波清洗10-15min，功率为300-400W，然后使用激光器对陶瓷片表面进行激光扫描处理，将处理过的陶瓷片放入100-130℃恒温热处理炉中加热处理20-25h，然后取出陶瓷片，置于烘箱中烘干，然后使用砂轮机对陶瓷片的激光处理面进行打磨，收集掉落的粉末，即可获得疏水多孔氧化锆粉末；
3）将聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加热至60-80℃，反应3-5h，然后加入四苯基乙二醇和辛酸亚锡，继续反应6-8h，将得到的含苯环的聚氨酯预聚体与乙烯基吡啶混合后加入到无水乙醇中，升温至80-110℃，反应4-7h，得到含吡啶基团的聚氨酯预聚体；
4）将无水氯化锌加入到无水乙醇中，搅拌溶解后加入含吡啶基团的聚氨酯预聚体，室温下反应6-8h后，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，将反应产物加入到1,4-二氧六环溶液中，再加入二乙烯基苯和过氧化二苯甲酰，向反应器中充入氮气30-40min，升温至70-80℃反应8-12h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，即可获得多孔乙烯基聚氨酯；
5）将疏水多孔氧化锆粉末加入到壳聚糖溶液中，负压处理2-3h，过滤后将产物进行烘干，得到填充有壳聚糖的多孔氧化锆粉末，然后与多孔乙烯基聚氨酯加入到1,4-二氧六环溶液中，水浴加热至40-50℃，在转速为300-400r/min下搅拌3-5h，恒温反应2-4h，待反应结束后减压蒸出有机溶剂，用蒸馏水冲洗15-20min，在60-65℃下真空干燥6-8h，即可获得所需的低润湿性聚氨酯。
2.如权利要求1所述的一种用于游泳圈表面涂刷的低润湿性聚氨酯，其特征在于，制备步骤1）中，所述超细氧化锆的粒径为10-20um；所述球磨机的转速为300-500r/mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉英，
申请(专利权)人：界首市睿阳塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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