一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材及其制备方法与流程
1.本发明属于室内装饰装潢材料技术领域，具体涉及一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材及其制备方法。
背景技术：
2.室内装饰板材是一种用于室内装饰装潢的装配式材料。这种材料能够减少装修时间、装修成本，并且提供复杂美观的花纹。
3.为了减少装饰板材使用过程中释放出的tvoc，如甲醛、dmf、甲苯等，行业市场开发出了以水性聚氨酯体系作为板材面层的水性聚氨酯复合板材。水性聚氨酯复合板材具有无味、无voc释放、绿环保、耐用耐磨、易清洁等优点。
4.为了减少夜间婴幼儿及中老年人起床有风险的问题，夜光墙面材料的开发受到了市场的广泛关注。中国专利cn104231900a通过在聚氨酯涂料中添加无机夜光粉末来实现墙面的夜光功能，但这种方案制备的涂料中不仅含有大量的溶剂会释放大量voc，并且夜光粉与涂料只是简单共混，容易析出，导致整体墙面涂料的耐用性、耐磨耐刮性能变差。
技术实现要素：
5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材，该复合板材绿环保、功能多样、性能优异；本发明的另一目的在于提供该复合板材的制备方法。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材，其包括面层、中层以及基材，所述面层为夜光水性聚氨酯树脂，所述中层为pur材料。
7.进一步的，所述基材为木质基板、竹木纤维板、金属板、石膏板、玻镁板中的一种。
8.本发明的进一步改进方案为：一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1: 二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉的制备将四羟基苯基卟啉与二甲基羟基硅油在丙酮中混合，再加入三乙胺，充分搅拌，氮气氛围下升温回流反应，反应结束后减压蒸除丙酮，获得的粗产物再经过蒸馏水洗涤，烘干，得到二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉；
s2: （4-羟苯基）二苯基氧膦的制备将（4-羟苯基）二苯基膦在氧气作用下，加热氧化制备（4-羟苯基）二苯基氧膦；s3：夜光水性聚氨酯的制备将大分子多元醇与二异氰酸酯混合，加热反应，后加入二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、（4-羟苯基）二苯基氧膦、亲水扩链剂、催化剂，继续升温反应，后冷却加入丙酮与中和剂，中和后，加入去离子水搅拌乳化，并加入2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后扩链剂与金属离子的盐溶液，待乳液稳定后获得夜光水性聚氨酯乳液；
s4：多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备将夜光水性聚氨酯乳液涂覆在离型纸表面，待烘干后辊涂pur粘合层，贴合基材，并修边裁剪，获得多功能夜光水性聚氨酯复合板材。
9.本发明的更进一步改进方案为：s1中四羟基苯基卟啉、二甲基羟基硅油以及三乙胺的摩尔比为1:4:2；回流反应的温度为60℃~80℃，时间为6~8h。
10.进一步的，s2中（4-羟苯基）二苯基膦与氧气的摩尔比为1:2；加热氧化的温度为40℃~60℃，时间为4~6h。
11.进一步的，s3中大分子多元醇、二异氰酸酯、二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、（4-羟苯基）二苯基氧膦、亲水扩链剂、催化剂、中和剂、2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后扩链剂以及金属离子的盐溶液中金属离子的摩尔比为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；所述加热反应的温度为78℃~82℃，时间为50~70min；所述升温反应的温度为84℃~88℃，时间为80~100min。
12.进一步的，s3中金属离子的盐溶液中金属离子为cu
2+
、zn
2+
、al
3+
、mg
2+
、ag
2+
中的其中一种或两种以上混合，所述金属离子的盐溶液浓度为10g/100ml。
13.进一步的，s3中所述大分子多元醇为聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙二醇二元醇、聚己内酯二元醇、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种或两种以上混合。
14.进一步的，s3中所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的其中一种或两种以上混合。
15.进一步的，s3中所述亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸中的一
种或二者混合；所述中和剂为三乙胺；所述催化剂为有机铋；所述后扩链剂为括乙二胺、1 ,6-己二胺、异佛尔酮二胺或聚醚胺中的一种或两种以上混合。
16.进一步的，s4中所述pur为technomelt pur 4663tw、3mte200、macroplast uk 8103中的一种或两种以上混合；所述基材为木质基板、竹木纤维板、金属板、石膏板或玻镁板中的一种。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将有机夜光材料通过化学反应结合在水性聚氨酯链段上，并且选择有机硅改性羟基卟啉作为电子供体，（4-羟苯基）二苯基氧膦作为电子受体。有机硅改性羟基卟啉不仅可以作为夜光材料中的电子供体，并且接枝了有机硅基团，提高了水性聚氨酯的耐候性能。并且有机硅改性羟基卟啉与（4-羟苯基）二苯基氧膦都具有很好的与金属离子的配位活性，可以与金属离子络合，形成稳定的络合体系，提供水性聚氨酯面层强效稳定的杀菌抑菌功能。（4-羟苯基）二苯基氧膦自身也是性能良好的阻燃剂，可以提供水性聚氨酯面层稳定的阻燃效果。与此同时，本发明还加入了2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩作为空穴捕捉剂，不仅可以提供更稳定的夜光性能，自身也能作为电子受体，提升夜光效果。本发明所述的夜光水性聚氨酯复合板材不仅具有长效稳定的夜光效果，并且还具有强效稳定的阻燃、杀菌抗菌、耐磨耐刮、耐用耐候的性能，安装简单，绿环保，符合绝大部分家装、工装场所的需要。
具体实施方式
18.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
19.实施例1s1: 二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉的制备将0.3mol四羟基苯基卟啉与1.2mol二甲基羟基硅油加入烧瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入0.6mol三乙胺，充分搅拌，通入氮气后升温至70℃，冷凝回流8h，减压蒸除丙酮，获得的产物再经过蒸馏水洗涤，烘干，得到0.3mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉。
20.s2: （4-羟苯基）二苯基氧膦的制备将0.3mol（4-羟苯基）二苯基膦加入烧瓶中，通入0.6mol氧气，水浴加热至50℃，3h后获得0.3mol产物（4-羟苯基）二苯基氧膦。
21.s3：夜光水性聚氨酯的制备将5mol2000分子量的聚四氢呋喃二元醇与10mol异佛尔酮二异氰酸酯加入四颈烧瓶中，水浴加热到80℃；搅拌反应1h后加入0.3mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、0.3mol（4-羟苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羟甲基丙酸、0.7g有机铋，升温至85℃；继续搅拌反应1.5h，冷却至30℃，加入30ml丙酮与0.5mol三乙胺；中和搅拌15min后，加入700ml去离子水搅拌乳化，并加入0.3mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.8mol乙二胺与带有0.3mol金属离子的盐溶液；待乳液稳定后获得夜光水性聚氨酯乳液。
22.s4：多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备将夜光水性聚氨酯乳液涂覆在离型纸表面；待烘干后辊涂pur粘合层；贴合基材，
并修边裁剪，获得多功能夜光水性聚氨酯复合板材。
23.实施例2s1: 二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉的制备将0.5mol四羟基苯基卟啉与2.0mol二甲基羟基硅油加入烧瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入1.0mol三乙胺，充分搅拌，通入氮气后升温至70℃，冷凝回流8h，减压蒸除丙酮，获得的产物再经过蒸馏水洗涤，烘干，得到0.5mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉。
24.s2: （4-羟苯基）二苯基氧膦的制备将0.5mol（4-羟苯基）二苯基膦加入烧瓶中，通入1.0mol氧气，水浴加热至50℃，3h后获得产物0.5mol（4-羟苯基）二苯基氧膦。
25.s3：夜光水性聚氨酯的制备将5mol2000分子量的聚四氢呋喃二元醇与10mol异佛尔酮二异氰酸酯加入四颈烧瓶中，水浴加热到80℃；搅拌反应1h后加入0.5mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、0.5mol（4-羟苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羟甲基丙酸、0.7g有机铋，升温至85℃；继续搅拌反应1.5h，冷却至30℃，加入30ml丙酮与0.5mol三乙胺；中和搅拌15min后，加入700ml去离子水搅拌乳化，并加入0.5mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.6mol乙二胺与带有0.5mol金属离子的盐溶液；待乳液稳定后获得夜光水性聚氨酯乳液。
26.s4：多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备将夜光水性聚氨酯乳液涂覆在离型纸表面；待烘干后辊涂pur粘合层；贴合基材，并修边裁剪，获得多功能夜光水性聚氨酯复合板材。
27.实施例3s1: 二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉的制备将0.7mol四羟基苯基卟啉与2.8mol二甲基羟基硅油加入烧瓶中，在100ml丙酮溶液中混合，再加入1.4mol三乙胺，充分搅拌，通入氮气后升温至70℃，冷凝回流8h，减压蒸除丙酮，获得的产物再经过蒸馏水洗涤，烘干，得到0.7mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉。
28.s2: （4-羟苯基）二苯基氧膦的制备将0.7mol（4-羟苯基）二苯基膦加入烧瓶中，通入1.4mol氧气，水浴加热至50℃，3h后获得产物0.7mol（4-羟苯基）二苯基氧膦。
29.s3：夜光水性聚氨酯的制备将5mol2000分子量的聚四氢呋喃二元醇与10mol异佛尔酮二异氰酸酯加入四颈烧瓶中，水浴加热到80℃；搅拌反应1h后加入0.7mol二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、0.7mol（4-羟苯基）二苯基氧膦、0.5mol 2,2-二羟甲基丙酸、0.7g有机铋，升温至85℃；继续搅拌反应1.5h，冷却至30℃，加入30ml丙酮与0.5mol三乙胺；中和搅拌15min后，加入700ml去离子水搅拌乳化，并加入0.7mol 2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、0.5mol乙二胺与带有0.7mol金属离子的盐溶液；待乳液稳定后获得夜光水性聚氨酯乳液。
30.s4：多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备将夜光水性聚氨酯乳液涂覆在离型纸表面；待烘干后辊涂pur粘合层；贴合基材，并修边裁剪，获得多功能夜光水性聚氨酯复合板材。
31.实施例4分别对以上实施例所述的方案制备出的多功能夜光水性聚氨酯复合板材的发光性能、阻燃性能、抗菌抑菌性能进行测试，测试方法如下：发光性能：利用代号为cy-1000的长余辉荧光粉光性能测试系统对实施例中制备的多功能夜光水性聚氨酯复合板材进行发光性能测试；阻燃性能：对实施例中制备的多功能夜光水性聚氨酯复合板材按照gb 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的要求进行测试；抗菌抑菌：对实施例中制备的多功能夜光水性聚氨酯复合板材按照gbt 21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果》的要求进行测试；以下表格为实施例1、2、3的发光性能、阻燃性能、抗菌抑菌性能的测试结果：上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材，其特征在于，包括面层、中层以及基材，所述面层为夜光水性聚氨酯树脂，所述中层为pur材料。2.根据权利要求1所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材，其特征在于：所述基材为木质基板、竹木纤维板、金属板、石膏板、玻镁板中的一种。3.如权利要求1或2任意一项所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1: 二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉的制备将四羟基苯基卟啉与二甲基羟基硅油在丙酮中混合，再加入三乙胺，充分搅拌，氮气氛围下升温回流反应，反应结束后减压蒸除丙酮，获得的粗产物再经过蒸馏水洗涤，烘干，得到二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉；s2: （4-羟苯基）二苯基氧膦的制备将（4-羟苯基）二苯基膦在氧气作用下，加热氧化制备（4-羟苯基）二苯基氧膦；s3：夜光水性聚氨酯的制备将大分子多元醇与二异氰酸酯混合，加热反应，后加入二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、（4-羟苯基）二苯基氧膦、亲水扩链剂、催化剂，继续升温反应，后冷却加入丙酮与中和剂，中和后，加入去离子水搅拌乳化，并加入2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后扩链剂与金属离子的盐溶液，待乳液稳定后获得夜光水性聚氨酯乳液；s4：多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备将夜光水性聚氨酯乳液涂覆在离型纸表面，待烘干后辊涂pur粘合层，贴合基材，并修边裁剪，获得多功能夜光水性聚氨酯复合板材。4.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s1中四羟基苯基卟啉、二甲基羟基硅油以及三乙胺的摩尔比为1:4:2；回流反应的温度为60℃~80℃，时间为6~8h。5.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s2中（4-羟苯基）二苯基膦与氧气的摩尔比为1:2；加热氧化的温度为40℃~60℃，时间为4~6h。6.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s3中大分子多元醇、二异氰酸酯、二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉、（4-羟苯基）二苯基氧膦、亲水扩链剂、催化剂、中和剂、2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩、后扩链剂以及金属离子的盐溶液中金属离子的摩尔比为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；所述加热反应的温度为78℃~82℃，时间为50~70min；所述升温反应的温度为84℃~88℃，时间为80~100min。7.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s3中金属离子的盐溶液中金属离子为cu
2+
、zn
2+
、al
3+
、mg
2+
、ag
2+
中的其中一种或两种以上混合，所述金属离子的盐溶液浓度为10g/100ml。8.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s3中所述大分子多元醇为聚四氢呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙二醇二元醇、聚己内酯二元醇、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种或两种以上混合；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4-二
环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的其中一种或两种以上混合。9.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s3中所述亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸中的一种或二者混合；所述中和剂为三乙胺；所述催化剂为有机铋；所述后扩链剂为括乙二胺、1 ,6-己二胺、异佛尔酮二胺或聚醚胺中的一种或两种以上混合。10.根据权利要求3所述的一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：s4中所述pur为technomelt pur 4663tw、3mte200、macroplast uk 8103中的一种或两种以上混合；所述基材为木质基板、竹木纤维板、金属板、石膏板或玻镁板中的一种。
技术总结
本发明公开了一种多功能夜光水性聚氨酯复合板材及其制备方法，本发明的复合板材包括面层、中层以及基材，所述面层为夜光水性聚氨酯树脂，所述中层为PUR材料，其中夜光水性聚氨酯分子链段中包含电子供体与电子受体。本发明选择二甲基羟基硅油改性四羟基苯基卟啉作为电子供体，并将改性卟啉络合金属离子；（4-羟苯基）二苯基氧膦作为电子受体；加入2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩作为空穴捕捉剂。本发明制备的复合板材质感优越，物理性能强，无挥发性有机物释放，具有长效持久的抗菌阻燃效果，且发光时间长，发光效果稳定，耐候性能强，使用年限久。年限久。
