【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可生物降解涂层领域，特别涉及一种可生物降解的绿色环保涂层及其制备方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。随着早期塑料的大规模使用和缺乏有效的回收体系，导致“白色污染”成为全球公认的环境问题。
3、以纸代塑更是能够通过减少化石基材料的使用，达到减少碳排放的目标，但纸基材料耐水耐潮性、力学性能远不及塑料，因此，需要对纸张进行化学改性，但改性后涂层往往不能够自行降解，又带来了新的环境问题。
4、聚酯水乳液以其对各种薄膜广泛的适应性，优异的柔韧性，耐化学品性等特点而备受人们关注。论文《聚氨酯乳液在纸张涂布中的应用研究》公开了将咪唑,甲苯-2,4-二异氰酸酯和聚乙二醇(相对分子质量600)合成的聚氨酯预聚体(咪唑-tdi-pec600)乳液用于纸张涂布，纸张的耐折度，撕裂度，抗张强度等物理性能均有明显改善。论文《硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂》公开了将有机硅(一般为端基或侧基带有活性基团的聚硅氧烷)引入到聚氨酯分子链上可以有效地改善胶膜的耐水性和耐热性，但由于有机硅与聚氨酯相容性差，导致了胶膜力学性能的降低。而使用小分子的硅烷偶联剂改性水性聚氨酯可以增加相容性，
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种可生物降解的绿色环保涂层，采用可降解的聚己内酯二醇、蓖麻油作为原料，配合小分子化合物来制备合成聚酯水乳液，并加入硅烷偶联剂进一步提升强度，制备涂层来对纸张进行表面改性，以提升纸张强度。
2、与现有技术在聚氨酯分子链中引入了硅烷衍生物，通过适度的交联来改善胶膜的耐水性和耐热性不同。本专利技术在降解材料基础上加入硅烷偶联剂与三乙胺的混合水溶液与蓖麻油基聚氨酯预聚体共同乳化来提升纸张强度。研究发现：将硅烷偶联剂和三乙胺一起加入水中，在与蓖麻油基聚氨酯预聚体共同乳化时，硅氧烷的表面能低，倾向于表面富集，且富集于表面的硅羟基烷氧基易与纤维上的羟基形成氢键，能在较远的纤维之间起到联接作用，使纤维之间原本较弱的氢键结合转为较强的化学键结合，改性后，纸张强度相比之前有较大提升。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、本专利技术的第一个方面，提供了一种可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，包括：
5、将聚己内酯二醇和蓖麻油混合均匀，升温至30～35℃，加入二异氰酸酯和催化剂，升温至80～85℃，反应1.5～2h，再加入dmba、亲水扩链剂和催化剂进行反应，反应完成后，旋蒸，得到聚氨酯预聚体；
6、将硅烷偶联剂、三乙胺在水中混合均匀，得到混合液；
7、将所述聚氨酯预聚体与混合液混合均匀，加水乳化，得到可降解聚酯乳液wpu；
8、将所述可降解聚酯乳液wpu在基体上固化，即得。
9、本专利技术的第二个方面，提供了上述的方法制备的可生物降解的绿色环保涂层。
10、本专利技术的第三个方面，提供了上述的可生物降解的绿色环保涂层在提升纸张强度中的应用。
11、本专利技术的有益效果
12、(1)本专利技术开发出了具有高强度的可降解涂层，以此对纸张进行表面改性，赋予纸张足够的力学性能来满足替代塑料制品的需求。
13、(2)与现有技术在聚氨酯分子链中引入了硅烷衍生物，通过适度的交联来改善胶膜的耐水性和耐热性不同。本专利技术在降解材料基础上加入硅烷偶联剂与三乙胺的混合水溶液与蓖麻油基聚氨酯预聚体共同乳化来提升纸张强度。研究发现：将硅烷偶联剂和三乙胺一起加入水中，在与蓖麻油基聚氨酯预聚体共同乳化时，硅氧烷的表面能低，倾向于表面富集，且富集于表面的硅羟基烷氧基易与纤维上的羟基形成氢键，能在较远的纤维之间起到联接作用，使纤维之间原本较弱的氢键结合转为较强的化学键结合，改性后，纸张强度相比之前有较大提升。
14、(3)本专利技术制备方法简单、实用性强，易于推广。
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1.一种可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述聚己内酯和蓖麻油的摩尔比为1～9：1～4。
3.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述聚己内酯的分子量为2000或530。
4.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的加入量为总质量的3％～6％。
5.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH-540、KH-550、KH-560、KH-IC23中至少一种。
6.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚HQEE或1,4-丁二醇BDO。
7.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPID或甲苯二异氰酸酯TDI；
8.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的可生物降解的绿色环保涂层。
10.权利要求9所述的可生物降解的绿色环保涂层在提升纸张强度中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述聚己内酯和蓖麻油的摩尔比为1～9：1～4。
3.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述聚己内酯的分子量为2000或530。
4.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的加入量为总质量的3％～6％。
5.如权利要求1所述的可生物降解的绿色环保涂层的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自kh-540、kh-550、kh-560、kh-ic...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘利彬，吉兴香，马浩，田中建，王东兴，许慧敏，邵学军，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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