一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材及其制備方法與流程
1.本發(fā)明屬于室內(nèi)裝飾裝潢材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
2.室內(nèi)裝飾板材是一種用于室內(nèi)裝飾裝潢的裝配式材料。這種材料能夠減少裝修時(shí)間、裝修成本，并且提供復(fù)雜美觀的花紋。
3.為了減少裝飾板材使用過程中釋放出的tvoc，如甲醛、dmf、甲苯等，行業(yè)市場開發(fā)出了以水性聚氨酯體系作為板材面層的水性聚氨酯復(fù)合板材。水性聚氨酯復(fù)合板材具有無味、無voc釋放、綠環(huán)保、耐用耐磨、易清潔等優(yōu)點(diǎn)。
4.為了減少夜間嬰幼兒及中老年人起床有風(fēng)險(xiǎn)的問題，夜光墻面材料的開發(fā)受到了市場的廣泛關(guān)注。中國專利cn104231900a通過在聚氨酯涂料中添加無機(jī)夜光粉末來實(shí)現(xiàn)墻面的夜光功能，但這種方案制備的涂料中不僅含有大量的溶劑會釋放大量voc，并且夜光粉與涂料只是簡單共混，容易析出，導(dǎo)致整體墻面涂料的耐用性、耐磨耐刮性能變差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
5.針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材，該復(fù)合板材綠環(huán)保、功能多樣、性能優(yōu)異；本發(fā)明的另一目的在于提供該復(fù)合板材的制備方法。
6.本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材，其包括面層、中層以及基材，所述面層為夜光水性聚氨酯樹脂，所述中層為pur材料。
7.進(jìn)一步的，所述基材為木質(zhì)基板、竹木纖維板、金屬板、石膏板、玻鎂板中的一種。
8.本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案為：一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，包括以下步驟：s1: 二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉的制備將四羥基苯基卟啉與二甲基羥基硅油在丙酮中混合，再加入三乙胺，充分?jǐn)嚢瑁獨(dú)夥諊律郎鼗亓鞣磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸除丙酮，獲得的粗產(chǎn)物再經(jīng)過蒸餾水洗滌，烘干，得到二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉；
s2: （4-羥苯基）二苯基氧膦的制備將（4-羥苯基）二苯基膦在氧氣作用下，加熱氧化制備（4-羥苯基）二苯基氧膦；s3：夜光水性聚氨酯的制備將大分子多元醇與二異氰酸酯混合，加熱反應(yīng)，后加入二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、（4-羥苯基）二苯基氧膦、親水?dāng)U鏈劑、催化劑，繼續(xù)升溫反應(yīng)，后冷卻加入丙酮與中和劑，中和后，加入去離子水?dāng)嚢枞榛⒓尤?,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后擴(kuò)鏈劑與金屬離子的鹽溶液，待乳液穩(wěn)定后獲得夜光水性聚氨酯乳液；
s4：多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備將夜光水性聚氨酯乳液涂覆在離型紙表面，待烘干后輥涂pur粘合層，貼合基材，并修邊裁剪，獲得多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材。
9.本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)方案為：s1中四羥基苯基卟啉、二甲基羥基硅油以及三乙胺的摩爾比為1:4:2；回流反應(yīng)的溫度為60℃~80℃，時(shí)間為6~8h。
10.進(jìn)一步的，s2中（4-羥苯基）二苯基膦與氧氣的摩爾比為1:2；加熱氧化的溫度為40℃~60℃，時(shí)間為4~6h。
11.進(jìn)一步的，s3中大分子多元醇、二異氰酸酯、二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、（4-羥苯基）二苯基氧膦、親水?dāng)U鏈劑、催化劑、中和劑、2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后擴(kuò)鏈劑以及金屬離子的鹽溶液中金屬離子的摩爾比為5-7:10:0.3-0.8:0.3-0.8:0.5-1:0.01:0.5-1:0.3-0.8:0.5-1:0.3-0.8；所述加熱反應(yīng)的溫度為78℃~82℃，時(shí)間為50~70min；所述升溫反應(yīng)的溫度為84℃~88℃，時(shí)間為80~100min。
12.進(jìn)一步的，s3中金屬離子的鹽溶液中金屬離子為cu
2+
、zn
2+
、al
3+
、mg
2+
、ag
2+
中的其中一種或兩種以上混合，所述金屬離子的鹽溶液濃度為10g/100ml。
13.進(jìn)一步的，s3中所述大分子多元醇為聚四氫呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙二醇二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇、聚已二酸乙二醇-1,4丁二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇中的其中一種或兩種以上混合。
14.進(jìn)一步的，s3中所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的其中一種或兩種以上混合。
15.進(jìn)一步的，s3中所述親水?dāng)U鏈劑為2，2-二羥甲基丙酸、2，2-二羥甲基丁酸中的一
種或二者混合；所述中和劑為三乙胺；所述催化劑為有機(jī)鉍；所述后擴(kuò)鏈劑為括乙二胺、1 ,6-己二胺、異佛爾酮二胺或聚醚胺中的一種或兩種以上混合。
16.進(jìn)一步的，s4中所述pur為technomelt pur 4663tw、3mte200、macroplast uk 8103中的一種或兩種以上混合；所述基材為木質(zhì)基板、竹木纖維板、金屬板、石膏板或玻鎂板中的一種。
17.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將有機(jī)夜光材料通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在水性聚氨酯鏈段上，并且選擇有機(jī)硅改性羥基卟啉作為電子供體，（4-羥苯基）二苯基氧膦作為電子受體。有機(jī)硅改性羥基卟啉不僅可以作為夜光材料中的電子供體，并且接枝了有機(jī)硅基團(tuán)，提高了水性聚氨酯的耐候性能。并且有機(jī)硅改性羥基卟啉與（4-羥苯基）二苯基氧膦都具有很好的與金屬離子的配位活性，可以與金屬離子絡(luò)合，形成穩(wěn)定的絡(luò)合體系，提供水性聚氨酯面層強(qiáng)效穩(wěn)定的殺菌抑菌功能。（4-羥苯基）二苯基氧膦自身也是性能良好的阻燃劑，可以提供水性聚氨酯面層穩(wěn)定的阻燃效果。與此同時(shí)，本發(fā)明還加入了2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩作為空穴捕捉劑，不僅可以提供更穩(wěn)定的夜光性能，自身也能作為電子受體，提升夜光效果。本發(fā)明所述的夜光水性聚氨酯復(fù)合板材不僅具有長效穩(wěn)定的夜光效果，并且還具有強(qiáng)效穩(wěn)定的阻燃、殺菌抗菌、耐磨耐刮、耐用耐候的性能，安裝簡單，綠環(huán)保，符合絕大部分家裝、工裝場所的需要。
具體實(shí)施方式
18.為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
19.實(shí)施例1s1: 二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉的制備將0.3mol四羥基苯基卟啉與1.2mol二甲基羥基硅油加入燒瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入0.6mol三乙胺，充分?jǐn)嚢瑁ㄈ氲獨(dú)夂笊郎刂?0℃，冷凝回流8h，減壓蒸除丙酮，獲得的產(chǎn)物再經(jīng)過蒸餾水洗滌，烘干，得到0.3mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉。
20.s2: （4-羥苯基）二苯基氧膦的制備將0.3mol（4-羥苯基）二苯基膦加入燒瓶中，通入0.6mol氧氣，水浴加熱至50℃，3h后獲得0.3mol產(chǎn)物（4-羥苯基）二苯基氧膦。
21.s3：夜光水性聚氨酯的制備將5mol2000分子量的聚四氫呋喃二元醇與10mol異佛爾酮二異氰酸酯加入四頸燒瓶中，水浴加熱到80℃；攪拌反應(yīng)1h后加入0.3mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、0.3mol（4-羥苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羥甲基丙酸、0.7g有機(jī)鉍，升溫至85℃；繼續(xù)攪拌反應(yīng)1.5h，冷卻至30℃，加入30ml丙酮與0.5mol三乙胺；中和攪拌15min后，加入700ml去離子水?dāng)嚢枞榛⒓尤?.3mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.8mol乙二胺與帶有0.3mol金屬離子的鹽溶液；待乳液穩(wěn)定后獲得夜光水性聚氨酯乳液。
22.s4：多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備將夜光水性聚氨酯乳液涂覆在離型紙表面；待烘干后輥涂pur粘合層；貼合基材，
并修邊裁剪，獲得多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材。
23.實(shí)施例2s1: 二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉的制備將0.5mol四羥基苯基卟啉與2.0mol二甲基羥基硅油加入燒瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入1.0mol三乙胺，充分?jǐn)嚢瑁ㄈ氲獨(dú)夂笊郎刂?0℃，冷凝回流8h，減壓蒸除丙酮，獲得的產(chǎn)物再經(jīng)過蒸餾水洗滌，烘干，得到0.5mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉。
24.s2: （4-羥苯基）二苯基氧膦的制備將0.5mol（4-羥苯基）二苯基膦加入燒瓶中，通入1.0mol氧氣，水浴加熱至50℃，3h后獲得產(chǎn)物0.5mol（4-羥苯基）二苯基氧膦。
25.s3：夜光水性聚氨酯的制備將5mol2000分子量的聚四氫呋喃二元醇與10mol異佛爾酮二異氰酸酯加入四頸燒瓶中，水浴加熱到80℃；攪拌反應(yīng)1h后加入0.5mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、0.5mol（4-羥苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羥甲基丙酸、0.7g有機(jī)鉍，升溫至85℃；繼續(xù)攪拌反應(yīng)1.5h，冷卻至30℃，加入30ml丙酮與0.5mol三乙胺；中和攪拌15min后，加入700ml去離子水?dāng)嚢枞榛⒓尤?.5mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.6mol乙二胺與帶有0.5mol金屬離子的鹽溶液；待乳液穩(wěn)定后獲得夜光水性聚氨酯乳液。
26.s4：多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備將夜光水性聚氨酯乳液涂覆在離型紙表面；待烘干后輥涂pur粘合層；貼合基材，并修邊裁剪，獲得多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材。
27.實(shí)施例3s1: 二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉的制備將0.7mol四羥基苯基卟啉與2.8mol二甲基羥基硅油加入燒瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入1.4mol三乙胺，充分?jǐn)嚢瑁ㄈ氲獨(dú)夂笊郎刂?0℃，冷凝回流8h，減壓蒸除丙酮，獲得的產(chǎn)物再經(jīng)過蒸餾水洗滌，烘干，得到0.7mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉。
28.s2: （4-羥苯基）二苯基氧膦的制備將0.7mol（4-羥苯基）二苯基膦加入燒瓶中，通入1.4mol氧氣，水浴加熱至50℃，3h后獲得產(chǎn)物0.7mol（4-羥苯基）二苯基氧膦。
29.s3：夜光水性聚氨酯的制備將5mol2000分子量的聚四氫呋喃二元醇與10mol異佛爾酮二異氰酸酯加入四頸燒瓶中，水浴加熱到80℃；攪拌反應(yīng)1h后加入0.7mol二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、0.7mol（4-羥苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羥甲基丙酸、0.7g有機(jī)鉍，升溫至85℃；繼續(xù)攪拌反應(yīng)1.5h，冷卻至30℃，加入30ml丙酮與0.5mol三乙胺；中和攪拌15min后，加入700ml去離子水?dāng)嚢枞榛⒓尤?.7mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.5mol乙二胺與帶有0.7mol金屬離子的鹽溶液；待乳液穩(wěn)定后獲得夜光水性聚氨酯乳液。
30.s4：多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備將夜光水性聚氨酯乳液涂覆在離型紙表面；待烘干后輥涂pur粘合層；貼合基材，并修邊裁剪，獲得多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材。
31.實(shí)施例4分別對以上實(shí)施例所述的方案制備出的多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的發(fā)光性能、阻燃性能、抗菌抑菌性能進(jìn)行測試，測試方法如下：發(fā)光性能：利用代號為cy-1000的長余輝熒光粉光性能測試系統(tǒng)對實(shí)施例中制備的多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材進(jìn)行發(fā)光性能測試；阻燃性能：對實(shí)施例中制備的多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材按照gb 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》的要求進(jìn)行測試；抗菌抑菌：對實(shí)施例中制備的多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材按照gbt 21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性測定法和抗菌效果》的要求進(jìn)行測試；以下表格為實(shí)施例1、2、3的發(fā)光性能、阻燃性能、抗菌抑菌性能的測試結(jié)果：上述實(shí)施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材，其特征在于，包括面層、中層以及基材，所述面層為夜光水性聚氨酯樹脂，所述中層為pur材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材，其特征在于：所述基材為木質(zhì)基板、竹木纖維板、金屬板、石膏板、玻鎂板中的一種。3.如權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1: 二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉的制備將四羥基苯基卟啉與二甲基羥基硅油在丙酮中混合，再加入三乙胺，充分?jǐn)嚢瑁獨(dú)夥諊律郎鼗亓鞣磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸除丙酮，獲得的粗產(chǎn)物再經(jīng)過蒸餾水洗滌，烘干，得到二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉；s2: （4-羥苯基）二苯基氧膦的制備將（4-羥苯基）二苯基膦在氧氣作用下，加熱氧化制備（4-羥苯基）二苯基氧膦；s3：夜光水性聚氨酯的制備將大分子多元醇與二異氰酸酯混合，加熱反應(yīng)，后加入二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、（4-羥苯基）二苯基氧膦、親水?dāng)U鏈劑、催化劑，繼續(xù)升溫反應(yīng)，后冷卻加入丙酮與中和劑，中和后，加入去離子水?dāng)嚢枞榛⒓尤?,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后擴(kuò)鏈劑與金屬離子的鹽溶液，待乳液穩(wěn)定后獲得夜光水性聚氨酯乳液；s4：多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備將夜光水性聚氨酯乳液涂覆在離型紙表面，待烘干后輥涂pur粘合層，貼合基材，并修邊裁剪，獲得多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s1中四羥基苯基卟啉、二甲基羥基硅油以及三乙胺的摩爾比為1:4:2；回流反應(yīng)的溫度為60℃~80℃，時(shí)間為6~8h。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s2中（4-羥苯基）二苯基膦與氧氣的摩爾比為1:2；加熱氧化的溫度為40℃~60℃，時(shí)間為4~6h。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s3中大分子多元醇、二異氰酸酯、二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉、（4-羥苯基）二苯基氧膦、親水?dāng)U鏈劑、催化劑、中和劑、2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后擴(kuò)鏈劑以及金屬離子的鹽溶液中金屬離子的摩爾比為5-7:10:0.3-0.8:0.3-0.8:0.5-1:0.01:0.5-1:0.3-0.8:0.5-1:0.3-0.8；所述加熱反應(yīng)的溫度為78℃~82℃，時(shí)間為50~70min；所述升溫反應(yīng)的溫度為84℃~88℃，時(shí)間為80~100min。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s3中金屬離子的鹽溶液中金屬離子為cu
2+
、zn
2+
、al
3+
、mg
2+
、ag
2+
中的其中一種或兩種以上混合，所述金屬離子的鹽溶液濃度為10g/100ml。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s3中所述大分子多元醇為聚四氫呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙二醇二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇、聚已二酸乙二醇-1,4丁二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇中的其中一種或兩種以上混合；所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4,4-二
環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的其中一種或兩種以上混合。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s3中所述親水?dāng)U鏈劑為2,2-二羥甲基丙酸、2,2-二羥甲基丁酸中的一種或二者混合；所述中和劑為三乙胺；所述催化劑為有機(jī)鉍；所述后擴(kuò)鏈劑為括乙二胺、1 ,6-己二胺、異佛爾酮二胺或聚醚胺中的一種或兩種以上混合。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材的制備方法，其特征在于：s4中所述pur為technomelt pur 4663tw、3mte200、macroplast uk 8103中的一種或兩種以上混合；所述基材為木質(zhì)基板、竹木纖維板、金屬板、石膏板或玻鎂板中的一種。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多功能夜光水性聚氨酯復(fù)合板材及其制備方法，本發(fā)明的復(fù)合板材包括面層、中層以及基材，所述面層為夜光水性聚氨酯樹脂，所述中層為PUR材料，其中夜光水性聚氨酯分子鏈段中包含電子供體與電子受體。本發(fā)明選擇二甲基羥基硅油改性四羥基苯基卟啉作為電子供體，并將改性卟啉絡(luò)合金屬離子；（4-羥苯基）二苯基氧膦作為電子受體；加入2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩作為空穴捕捉劑。本發(fā)明制備的復(fù)合板材質(zhì)感優(yōu)越，物理性能強(qiáng)，無揮發(fā)性有機(jī)物釋放，具有長效持久的抗菌阻燃效果，且發(fā)光時(shí)間長，發(fā)光效果穩(wěn)定，耐候性能強(qiáng)，使用年限久。年限久。
