一种木素胺改性水性聚氨酯材料及其制备方法与应用.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102827341 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 2 7 3 4 1 A *CN102827341A* (21)申请号 201210313663.X (22)申请日 2012.08.29 C08G 18/66(2006.01) C08G 18/64(2006.01) C08G 18/48(2006.01) C08G 18/12(2006.01) C08H 7/00(2012.01) C08L 75/04(2006.01) C08L 75/08(2006.01) (71)申请人中科院广州化学有限公司 地址 510650 广东省广州

2、市天河区兴科路 368号 申请人佛山市功能高分子材料与精细化学 品专业中心 (72)发明人廖兵 刘军 邓理 刘海峰 郭庆祥 (74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人裘晖 (54) 发明名称 一种木素胺改性水性聚氨酯材料及其制备方 法与应用 (57) 摘要 本发明公开了一种木素胺改性水性聚氨酯材 料及其制备方法与应用。本发明通过曼尼希反应 对木质素进行改性，把有机胺接枝到木质素的苯 环结构上，不但增加了木质素的在水中的溶解度， 还提高了木质素与多异氰酸酯反应的化学活性； 制备得到的木素胺的胺基活性较羟基活性大，容 易与多异氰酸酯反应，增加了木质素与水性聚氨 酯基体

3、的相互作用力，其相容性更好，有效的解决 了木质素的溶解性小和化学活性低的问题。本发 明制备的木素胺在水性聚氨酯材料中不仅作为一 种增强剂对材料起到增强的作用，其还表现出优 异的抗老化性能，可以作为聚氨酯材料的廉价抗 老化剂。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 1 页 1/2页 2 1.一种木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于包括以下按重量份数计的组分： 水性聚氨酯预聚体 1040份 纯净水 5090份 木素胺 0.510份； 所述的水性聚氨酯预聚体按照以下方法制备：

4、将50100重量份多元醇于80110 减压脱水后，在氮气保护下加入2550重量份的多异氰酸酯，5575反应23h，然后 滴加26重量份的二羟甲基丙酸的丙酮溶液，滴加完后升温至8085，继续反应1 2h；反应后降温至3040，加入与二羟甲基丙酸的摩尔量相同的三乙胺，搅拌均匀，得到 水性聚氨酯预聚体； 所述的木素胺按照以下方法制备：将50100重量份的木质素和4080重量份的有 机胺溶解于0.51.0L的蒸馏水中，调节pH=10.010.5，室温混合均匀后滴加2070 重量份的37wt%甲醛溶液，滴加完后搅拌0.20.6h，4575反应38h，得到反应溶 液；室温下将反应溶液和异丙醇按体积比1：3

5、5进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙 醇洗涤后于4060真空干燥610 h，得到木素胺。 2.根据权利要求1所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于： 所述的多元醇的分子量为8004000；所述的多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丁 二醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和蓖麻油中的一种。 3.根据权利要求2所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于： 所述的多元醇的分子量为10002000；所述的多元醇为聚丙二醇多元醇或聚丁二醇。 4.根据权利要求1所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于：所述的多异氰酸 酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸 酯

6、中的一种。 5.根据权利要求4所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于：所述的多异氰酸 酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。 6.根据权利要求1所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于： 所述的木质素的分子量为100020000；所述的木质素为硫酸盐木质素、碱木素、木质 素磺酸盐、高沸醇木质素、酶解木质素和热裂解木质素中的一种； 所述的有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙醇胺和二丁胺中的一种。 7.根据权利要求6所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于： 所述的木质素的分子量为30007000；所述的木质素为硫酸盐木质素、碱木素和酶解 木质素中的一种； 所述的有机胺为二乙烯三胺或二

7、乙醇胺。 8.根据权利要求1所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其特征在于：所述的pH的调节 采用0.11.0M的盐酸和0.11.0M的氢氧化钠进行调节。 9.权利要求18任一项所述的木素胺改性水性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于 包括以下步骤： （1）将0.510重量份木素胺溶于5090重量份的纯净水中，得到的木素胺水溶液； 将该木素胺水溶液加到1040重量份的水性聚氨酯预聚体中，10003000rpm剪切乳化 515min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 权 利 要 求 书CN 102827341 A 2/2页 3 （2）将步骤（1）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，30

8、50干燥 成膜，并于3060真空干燥510h，然后于80100干燥14h，得到木素胺改性 水性聚氨酯材料。 10.权利要求18任一项所述的木素胺改性水性聚氨酯材料的应用，其特征在于：所 述的木素胺改性水性聚氨酯在聚氨酯材料增强和抗老化技术领域中进行应用。 权 利 要 求 书CN 102827341 A 1/7页 4 一种木素胺改性水性聚氨酯材料及其制备方法与应用 技术领域 0001 本发明属于天然高分子材料领域，特别涉及一种木素胺改性水性聚氨酯材料及其 制备方法与应用。 背景技术 0002 木质素是自然界中含量仅次于纤维素的可再生资源，它是一种三维无定形的大分 子复杂聚合物，其基本化学结构由苯

9、丙烷结构单元组成。木质素的这种结构使其在材料共 混中对材料起到增强的作用。此外木质素结构中含有大量的酚羟基，使其具有优异的热稳 定性和抗氧化活性，因此在耐热老化和紫外老化领域甚至在阻燃领域有很大的应用前景。 然而到目前为此，人类对木质素的利用还不充分，大部分当做燃料燃烧或是作为废液直接 排放到环境中，这不仅造成资源的浪费还对环境产生严重污染。造成木质素这种性能优 异而利用率低的矛盾主要是由两个原因造成：一是木质素的化学活性；二是木质素的溶解 性。如木质素在聚氨酯领域中的应用发现工业木质素化学活性太低，无法与异氰酸酯直接 反应，造成木质素聚氨酯材料相容性差，木质素在材料中的优异性能无法得到体现。

10、且很难 找到一种木质素的良溶剂，这从另一方面限制了木质素在聚氨酯材料中、特别是在水性聚 氨酯中的应用。 发明内容 0003 本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种木素胺改性水性聚 氨酯材料。 0004 本发明的另一目的在于提供所述的木素胺改性水性聚氨酯材料的制备方法。 0005 本发明的再一目的在于提供所述的木素胺改性水性聚氨酯材料的应用。 0006 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种木素胺改性水性聚氨酯材料，包括以 下按重量份数计的组分： 0007 水性聚氨酯预聚体 1040份 0008 纯净水 5090份 0009 木素胺 0.510份； 0010 所述的水性聚氨酯预聚

11、体优选按照以下方法制备：将50100重量份多元醇于 80110减压脱水后，在氮气保护下加入2550重量份的多异氰酸酯，5575反应 23h，然后滴加26重量份的二羟甲基丙酸的丙酮溶液，滴加完后升温至8085，继 续反应12h；反应后降温至3040，加入与二羟甲基丙酸的摩尔量相同的三乙胺，搅 拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0011 所述的多元醇的分子量为8004000，优选为10002000； 0012 所述的多元醇优选为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丁二醇、聚己内酯多元醇、聚碳 酸酯多元醇和蓖麻油中的一种； 0013 所述的多元醇更优选为聚丙二醇多元醇或聚丁二醇； 说 明 书CN 1028273

12、41 A 2/7页 5 0014 所述的多异氰酸酯优选为甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、 六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种； 0015 所述的多异氰酸酯更优选甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯； 0016 所述的木素胺优选按照以下方法制备：将50100重量份的木质素和4080重 量份的有机胺溶解于0.51.0L的蒸馏水中，调节pH=10.010.5，室温混合均匀后滴加 2070重量份的37wt%甲醛溶液，滴加完后搅拌0.20.6h，4575反应38h，得到 反应溶液；室温下将反应溶液和异丙醇按体积比1：35进行沉淀，抽滤，将得到的

13、沉淀物 用异丙醇洗涤后于4060真空干燥610h，得到木素胺； 0017 所述的木质素的分子量为100020000，优选为30007000； 0018 所述的木质素优选为硫酸盐木质素、碱木素、木质素磺酸盐、高沸醇木质素、酶解 木质素和热裂解木质素中的一种； 0019 所述的木质素更优选为硫酸盐木质素、碱木素和酶解木质素中的一种； 0020 所述的有机胺优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙醇胺和二丁胺中的一种； 0021 所述的有机胺更优选为二乙烯三胺或二乙醇胺； 0022 所述的pH的调节优选采用0.11.0M的盐酸和0.11.0M的氢氧化钠进行调 节； 0023 所述的洗涤的次数优选为23次；

14、 0024 所述的纯净水优选为冰水； 0025 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤： 0026 （1）将0.510重量份木素胺溶于5090重量份的纯净水中，得到的木素胺水 溶液；将该木素胺水溶液加到1040重量份的水性聚氨酯预聚体中，10003000rpm剪 切乳化515min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0027 （2）将步骤（1）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，3050 干燥成膜，并于3060真空干燥510h，然后于80100干燥14h，得到木素胺 改性水性聚氨酯材料； 0028 所述的木素胺改性水性聚氨酯可应用于聚氨酯材料增强和抗老化技术领

15、域中。 0029 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果： 0030 （1）本发明通过曼尼希反应对木质素进行改性，把有机胺接枝到木质素的苯环结 构上，不但增加了木质素的在水中的溶解度，还提高了木质素与多异氰酸酯反应的化学活 性；制备得到的木素胺的胺基活性较羟基活性大，容易与多异氰酸酯反应，增加了木质素与 水性聚氨酯基体的相互作用力，其相容性更好，有效的解决了木质素的溶解性小和化学活 性低的问题。 0031 （2）本发明制备的木素胺在水性聚氨酯材料中不仅作为一种增强剂对材料起到增 强的作用，其还表现出优异的抗老化性能，可以作为聚氨酯材料的廉价抗老化剂；当0.5 10份木素胺与1040份水性聚氨

16、酯预聚体进行配比乳化时，制备得到的木素胺改性水性 聚氨酯材料的拉伸强度和断裂伸长率同时得到较好提高，具有良好的相容性，在力学性能 方面表现优异。 附图说明 说 明 书CN 102827341 A 3/7页 6 0032 图1为水性聚氨酯（WPU）和实施例4碱木素胺改性水性聚氨酯材料（ALAWPU）老 化前后的红外光谱图，其中：a为水性聚氨酯膜的红外光谱图；b为ALAWPU-2.5的红外光谱 图；c为老化的水性聚氨酯膜的红外光谱图；d为老化的ALAWPU-2.5的红外光谱图；e为老 化的ALAWPU-5的红外光谱图；f为老化的ALAWPU-7.5的红外光谱图。 0033 图2为水性聚氨酯和实施例

17、3的木素胺改性水性聚氨酯老化前后的扫描电子显微 镜图，其中：A为水性聚氨酯老化前的扫描电子显微镜图；B为水性聚氨酯老化后的扫描电 子显微镜图；C为木素胺改性水性聚氨酯老化前的扫描电子显微镜图；D为木素胺改性水性 聚氨酯老化后的扫描电子显微镜图。 具体实施方式 0034 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。 0035 实施例1 0036 （1）将60重量份分子量为5000的酶解木质素和50重量份的二乙烯三胺溶解于 0.6L蒸馏水中，用1.0M盐酸和1.0M氢氧化钠调节pH=10.5，室温混合均匀后滴加20重量 份37wt%甲醛溶液，滴加完搅拌0.5h，5

18、0反应5h，得到反应溶液；室温下将反应溶液和异 丙醇按体积比1：5进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，40真空干燥10h， 得到棕黄色粉末状的酶解木素胺（EHLA）； 0037 （2）将100重量份分子量为1500聚丙二醇多元醇于100减压脱水后，氮气保护 下加入50重量份二苯基甲烷二异氰酸酯，65反应2.5h，然后滴加5重量份二羟甲基丙酸 的丙酮溶液，滴加完后升温至85，继续反应2h；反应后降温至40，加入3.77重量份的 三乙胺，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0038 （3）将0.5重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于50重量份冰水中，得到的木素胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液

19、加到10重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，于乳化机（上 海标本模型厂，JRJ300-D-I；下同。）中1000rpm剪切乳化15min后除去丙酮，得到木素改性 水性聚氨酯乳液； 0039 （4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，30干燥成 膜，并于60真空干燥6h，然后在100烘箱中干燥3h，得到木素胺改性水性聚氨酯材料； 0040 所述的木素改性水性聚氨酯乳液的乳液粒径为0.3m，其乳液固含量为20wt%， 木素胺的含量为5wt%； 0041 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，木素胺的含量为5wt%，其拉伸强度提高2.5 倍，断裂伸长率未见明显降低。 0042 实

20、施例2 0043 （1）将100重量份分子量为7000硫酸盐木质素和80重量份二乙醇胺溶解于1.0L 蒸馏水中，用0.5M盐酸和0.5M氢氧化钠调节pH=10.2，室温混合均匀后滴加70重量份 37wt%甲醛溶液，滴加完搅拌0.6h，45反应8h，得到反应溶液；室温下将反应溶液和异丙 醇按体积比1：3进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，50真空干燥8h，得 到棕色粉末状的硫酸盐木素胺(KLA)； 0044 （2）将80重量份分子量为1000的聚丁二醇于80减压脱水后，氮气保护下加入 说 明 书CN 102827341 A 4/7页 7 35重量份甲苯二异氰酸酯，55反应3h，然后滴

21、加4重量份二羟甲基丙酸的丙酮溶液，滴加 完后升温至83，继续反应2h；反应后降温至30，加入3.0重量份的三乙胺，搅拌均匀， 得到水性聚氨酯预聚体； 0045 （3）将10重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于90重量份冰水中，得到的木素胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液加到40重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，于乳化机中 3000rpm剪切乳化5min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0046 （4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，40干燥成 膜，并于60真空干燥6h，然后在90烘箱中干燥2h，得到木素胺改性水性聚氨酯材料； 0047 所述的木素改性水性聚氨酯

22、乳液的乳液粒径为0.35m，其乳液固含量为31wt%， 木素胺的含量为25wt%； 0048 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，木素胺的含量为2.5wt%，其拉伸强度提高3 倍。 0049 实施例3 0050 （1）50重量份分子量为3000的碱木素和40重量份三乙烯四胺溶解于0.5L蒸馏 水中，0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠调节pH=10.5，室温混合均匀后滴加50重量份37wt%甲醛 溶液，滴加完搅拌0.2h，75反应3h，得到反应溶液；室温下将反应溶液和异丙醇按体积比 1：5进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，60真空干燥6h，得到棕色粉末状 的碱木素胺（ALA）； 0051

23、（2）将50重量份分子量为2000的聚丙二醇多元醇于100减压脱水后，氮气保护 下加入25重量份甲苯二异氰酸酯，75反应2h，然后滴加2重量份二羟甲基丙酸的丙酮溶 液，滴加完后升温至80，继续反应1h；反应后降温至35，加入1.5重量份的三乙胺，搅 拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0052 （3）将2.25重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于75重量份冰水中，得到的木素胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液加到30重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，在乳化机中 2000rpm剪切乳化10min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0053 （4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯

24、模具中，50干燥成 膜，并于30真空干燥10h，然后在80烘箱中干燥4h，得到木素胺改性水性聚氨酯材料； 0054 所述的木素改性水性聚氨酯乳液的乳液粒径为0.2m，其乳液固含量为30wt%， 木素胺的含量为7.5wt%； 0055 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，木素胺的含量为7.5wt%，其拉伸强度提高3 倍，断裂伸长率未见明显降低。 0056 实施例4 0057 （1）将60重量份分子量为4000的碱木素和50重量份二乙烯三胺溶解于0.6L蒸 馏水中，用0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠调节pH=10.5，室温混合均匀后滴加40重量份37wt% 甲醛溶液，滴加完搅拌0.5h，50反应5h，得

25、到反应溶液；将反应溶液和异丙醇按体积比1： 4进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，40真空干燥10h，得到棕黄色粉末 状的碱木素胺（ALA）； 0058 （2）将100重量份分子量为1000的聚丙二醇多元醇于110减压脱水后，氮气保 护下加入35重量份的甲苯二异氰酸酯，65反应2.5h，然后滴加6重量份的二羟甲基丙酸 说 明 书CN 102827341 A 5/7页 8 的丙酮溶液，滴加完后升温至80，继续反应2h；反应后降温至40，加入4.52重量份的 三乙胺，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0059 （3）将1.25重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于75重量份冰水中，得到的木素

26、胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液加到25重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，于乳化机中 1500rmp剪切乳化12min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0060 （4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，40干燥 成膜，并于50真空干燥5h，然后在100烘箱中干燥1h，得到木素胺改性水性聚氨酯材料 （ALAWPU），其木素胺含量为5.0wt%，记为ALAWPU-5.0； 0061 按上述步骤分别制备得到纯水性聚氨酯（碱木素胺含量为0wt%）和碱木素胺含量 为0.5wt%、1.0wt%、2.5wt%、7.5wt%、10.0wt%的碱木素胺改性水性聚氨酯材料，分

27、别记为 ALAWPU-0、ALAWPU-0.5、ALAWPU-1.0、ALAWPU-2.5、ALAWPU-7.5和ALAWPU-10.0； 0062 所述的木素改性水性聚氨酯乳液的乳液粒径约为0.3m；，其乳液固含量为 25wt%； 0063 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其老化前后力学性能见表1。 0064 实施例5 0065 （1）将60重量份分子量5000的酶解木质素和50重量份的二乙烯三胺溶解于0.6L 蒸馏水中，用0.1M盐酸和0.1M氢氧化钠调节pH=10.5，室温混合均匀后滴加30重量份 37wt%甲醛溶液，滴加完搅拌0.5h，50反应5h，得到反应溶液；室温下将反应溶液和异丙

28、 醇按体积比1：5倍进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，40真空干燥8h， 得到棕黄色粉末状的酶解木素胺（EHLA）； 0066 （2）将100重量份分子量为1000聚丙二醇多元醇于100减压脱水后，氮气保护 下加入35重量份甲苯二异氰酸酯，65反应2.5h，然后滴加4重量份二羟甲基丙酸的丙酮 溶液，滴加完后升温至85，继续反应2h；反应后降温至40，加入3.0重量份的三乙胺， 搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0067 （3）将1.5重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于75重量份冰水中，得到的木素胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液加到30重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，于乳化机中

29、 1000rpm剪切乳化15min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0068 （4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，30干燥成 膜，并于60真空干燥6h，然后在100烘箱中干燥3h，得到酶解木素胺改性水性聚氨酯材 料（EHLAWPU），其木素胺含量为5.0wt%，记为EHLAWPU-5.0； 0069 按上述步骤分别制备得到纯水性聚氨酯（酶解木素胺含量为0wt%）和酶解木 素胺含量为1.0wt%、10.0wt%、15.0wt%的酶解木素胺改性水性聚氨酯材料，分别记为 EHLAWPU-0、EHLAWPU-1.0、EHLAWPU-10.0和EHLAWPU-15.

30、0； 0070 所述的木素改性水性聚氨酯乳液的乳液粒径为0.3m，其乳液固含量为30wt%； 0071 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其老化前后力学性能见表1。 0072 实施例6 0073 （1）将70重量份分子量为5000硫酸盐木质素和60重量份二乙醇胺溶解于0.7L蒸 馏水中，用0.5M盐酸和0.5M氢氧化钠调节pH=10.5，室温混合均匀后滴加50重量份37wt% 甲醛溶液，滴加完搅拌0.5h，50反应4h，得到反应溶液；室温下将反应溶液和异丙醇按体 说 明 书CN 102827341 A 6/7页 9 积比1：3进行沉淀，抽滤，将得到的沉淀物用异丙醇洗涤3次，40真空干燥6h，得到

31、棕色 粉末状的硫酸盐木素胺(KLA)； 0074 （2）将100重量份分子量为1000聚丙二醇多元醇于90减压脱水后，氮气保护下 加入35重量份甲苯二异氰酸酯，65反应2.5h，然后滴加4重量份二羟甲基丙酸的丙酮溶 液，滴加完后升温至80，继续反应1.5h；反应后降温至40，加入3.0重量份的三乙胺， 搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体； 0075 （3）将0.75重量份步骤（1）的酶解木素胺溶于75重量份冰水中，得到的木素胺冰 水溶液；将该木素胺冰水溶液加到30重量份步骤（2）的水性聚氨酯预聚体中，于乳化机中 1500rpm剪切乳化12min后除去丙酮，得到木素改性水性聚氨酯乳液； 0076 （

32、4）将步骤（3）的木素胺改性水性聚氨酯乳液倒入聚四氟乙烯模具中，40干燥成 膜，并于60真空干燥6h，然后在90烘箱中干燥2h，得到硫酸盐木素胺改性水性聚氨酯 材料（KLAWPU）；木素胺含量为2.5%，记为KLAWPU-2.5； 0077 按上述步骤分别制备得到纯水性聚氨酯（硫酸盐木素胺含量为0wt%）和硫酸盐 木素胺含量为0.5wt%、1.0wt%、5.0wt%、10.0wt%的木素胺改性水性聚氨酯材料，分别记为 KLAWPU-0、KLAWPU-0.5、KLAWPU-1.0、KLAWPU-5.0和KLAWPU-10.0； 0078 所述的木素胺改性水性聚氨酯乳液的乳液粒径为0.35m，其乳

33、液固含量为 30wt%； 0079 所述的木素胺改性水性聚氨酯材料，其老化前后力学性能见表1。 0080 效果实施例 0081 （1）将老化前后的水性聚氨酯（WPU）、老化前后的实施例4的碱木素胺改性水性聚 氨酯材料（ALAWPU）进行红外光谱测试，结果如图1所示。其中：1730cm -1 为羰基的吸收峰，一 般作为老化降解的标志。从图1可以观察到，老化后未加木素胺的WPU的1730cm -1 处的吸收 峰大大增强，而加入木素胺改性的ALAWPU的1730cm -1 处的吸收峰未见明显变化；1162cm -1 和1100cm -1 处的吸收峰的变化分别为醚键交联枝化和软链的氧化断裂，纯的WPU

34、老化后在 1162cm -1 处出现了一个新的吸收峰，而相对应的ALAWPU系列老化后1162cm -1 处未出现吸收 峰，这说明纯的WPU在老化过程中醚键的交联枝化程度相对于ALAWPU来说相当明显；而从 1100cm -1 处吸收峰强度的减弱可以看出，未加木素胺的WPU中软链的损失远大于木素胺改 性的WPU；因此，加入木素胺改性后，WPU的表面氧化降解程度远远低于纯的WPU，其耐老化 降解性能大大得到提高。 0082 （2）将老化前后的水性聚氨酯（WPU）、老化前后的实施例3的碱木素胺改性水性聚 氨酯材料进行扫描电子显微镜测试，结果如图2所示。从图2可以看出，老化前所有的材料 都是平滑完整

35、的，经老化后，材料的表面都有一定的损坏，出现一些缺陷，但未加木素胺的 材料老化后表面出现明显的片状裂块，这种裂块的产生主要由聚氨酯醚键的断裂以及交联 枝化所造成，导致纯WPU经老化后表面变脆，失去弹性，经拉伸后，表面破坏严重；而经木素 胺改性的WPU老化后，除局部稍有些缺陷外，整个材料表面依然平整，未见片状裂块，由此 可以看出加入木素胺改性后能有效的提高聚氨酯的抗老化性能。 0083 （3）将实施例46得到的木素胺改性水性聚氨酯材料置于人工气候老化箱中进 行老化试验，并测量老化后木素胺改性水性聚氨酯材料的力学性能，其结果见表1。 0084 表1实施例46的木素胺改性水性聚氨酯材料的老化试验数据 说 明 书CN 102827341 A 7/7页 10 0085 0086 0087 从表1可以看出，加入木素胺改性后能有效的提高聚氨酯的力学性能以及耐老化 性能。 0088 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102827341 A 10 1/1页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102827341 A 11