现代工业的快速发展严重破坏了臭氧层，导致紫外线辐射增加，给人类生产和生活中带来多方面的不便。特别是UVB和UVC波段的紫外线能加速塑料、木材、织物等材料的降解，缩短其使用寿命，增加维护成本。因此，为了减少紫外线照射的不利影响，抗紫外线材料被广泛应用于人类生产和生活中。
水性聚氨酯（WPU）是一种应用广泛的聚合物材料，具有优异的耐磨性、耐候性、耐化学性等性能。与溶剂型聚氨酯相比，WPU含有少量或不含有机溶剂，无毒无污染，挥发性有机化合物（VOCs）排放低，更环保、更方便，对玻璃、马口铁、聚合物纤维等多种基材都表现出优异的粘附性，被广泛应用于建筑涂料、设备防腐、抗紫外线织物和胶粘剂等领域。但是，WPU在紫外线照射下容易老化和降解，严重影响产品的外观和使用寿命。
目前，提高WPU抗紫外线性能的主要方法包括选择不同种类的合成原料、加入UV添加剂和掺杂纳米功能性填料。然而，改变单体类型对提高聚氨酯抗紫外线性能的效果不明显；UV添加剂对环境有污染，长期使用易降解；纳米功能性填料会降低机械强度，严重影响复合材料的稳定性。除此之外，一些研究者还尝试使用天然聚合物材料，如木质素、壳聚糖（CTS）、聚多巴胺（PDA）和单宁酸（TA），直接接入WPU分子链中，获得结构稳定的WPU，从而提高了涂层的环境友好性，还增强了其抗紫外线能力。
利用单宁酸（TA）优异的界面改性能力，与钛离子、铜离子、锌离子络合形成单宁酸金属配合物，通过原位聚合技术，将这些配合物引入聚氨酯分子链中，获得具有抗紫外线性能的聚氨酯。
经过长达1656小时的紫外线老化，聚氨酯表面无明显损伤，机械性能保持率高达100%。此外，该聚合物还展现出优异的机械性能、防水性和粘附性，可广泛应用于金属、塑料、玻璃、木材等多种基材，拓宽了其应用范围。本研究制备工艺简单，为开发既具有优异抗紫外线又具有良好粘附性的生物质改性聚氨酯涂层提供了新的思路，为环保和可持续发展提供了新的技术支撑。
合成工艺
水性聚氨酯乳液的合成工艺及反应条件。
结构示意图
TATi、TACu和TAZn配合物的结构示意图。
数据来源与出处
相关研究成果以“Waterborne polyurethane with excellent UV resistance and strong adhesion modified with tannic acid metal complexes”为标题发表在《Progress in Organic Coatings》上。
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