[发明专利]利用亲水性扩链剂提高聚氨酯涂料抗菌性能的方法

说明书

本发明公开利用亲水性扩链剂提高聚氨酯涂料抗菌性能的方法，以聚四氢呋喃二醇为软段，异佛尔酮二异氰酸酯为硬段，二月桂酸二丁基锡为催化剂，N‑甲基二乙醇胺为亲水型扩链剂，调整亲水型扩链剂含量，并用冰乙酸进行中和后，含抗菌剂的水溶液进行乳化，得到不同亲水性的聚氨酯抗菌涂料。本发明克服现有技术不足，得到一种不需要增加抗菌剂含量，而控制阳离子水性聚氨酯涂料抗菌性能的方法，能够提高涂料抗菌能力，减少抗菌剂的使用量。

技术领域

本发明属于抗菌剂释放技术领域，更加具体的说，涉及利用亲水性扩链剂提高聚氨酯涂料抗菌性能的方法，改变与抗菌剂混合的聚氨酯的亲水性能，从而改变抗菌剂释放能力，得到具有不同抗菌效果的聚氨酯抗菌涂料。

背景技术

一般聚氨酯疏水性很强，既不能直接溶于水中，也很难分散在水中。在疏水聚氨酯的分子结构中引入亲水的离子型基团，然后将其分散于水中，得到水性聚氨酯乳液。阳离子水性聚氨酯是由多异氰酸酯和多元醇以及小分子扩链剂N-甲基二乙醇胺聚合，经冰乙酸中和，再经乳化而成的水性聚氨酯。N-甲基二乙醇胺在分子链中引入了亲水性基团，中和后可使大分子链上的叔胺基转化成季铵盐，当分子链分散于水中时，可以自乳化成胶束，带正电的亲水基团集中在胶束表面，疏水基团集中在胶束内部。

细菌生存在我们生活中的每个角落，严重影响人类健康。细菌生存的必备条件是水、营养物质和适宜的温度。抗菌剂是能够杀灭细菌或者妨碍细菌生长繁殖及其活性的物质，抗菌涂料是添加抗菌剂而具有抗菌效果的涂料。抗菌涂料广泛应用在建筑、电子、医疗卫生领域。抗菌材料发挥抗菌作用的主要方式是材料内抗菌剂释放到接触表面，使材料表面的抗菌剂维持在一定浓度以上来抑制目标微生物生长。通过聚合物内添加剂的交联程度可控制抗菌剂的释放，通过改变聚合物基质的交联程度可调节抗菌剂的释放速率。微胶囊或纳米级胶囊可以选择性地控制抗菌剂释放，改变膜的不对称性及孔隙度也可控制抗菌剂释放。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供利用亲水性扩链剂提高聚氨酯涂料抗菌性能的方法，即一种通过亲疏水性调控阳离子水性聚氨酯涂料抗菌性能的方法，通过改变聚氨酯分子链结构中亲水基团的含量，改变聚氨酯膜在水中的溶胀程度，从而控制抗菌剂的释放。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

利用亲水性扩链剂提高聚氨酯涂料抗菌性能的方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀后加入催化剂，在70-90℃条件下反应1-3小时，其中聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(5-10)：(6-13)；

在步骤1中，聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为5：(10—13)。

在步骤1中，将聚四氢呋喃聚醚二醇，真空脱水通入保护气后，加入异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，保护气味惰性保护气体，如氮气、氦气或者氩气。

在步骤1中，在80-90℃条件下反应2-3小时。

在步骤1中，催化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为0.05—0.1体积份，每一体积份为1ml。

步骤2，将经过步骤1反应的体系降至45—50℃，使用丙酮对步骤1得到的预聚物进行稀释，向稀释后的体系中加入N-甲基二乙醇胺，在50-70℃反应1-5小时，其中N-甲基二乙醇胺和聚四氢呋喃二醇的摩尔比为(2—30):(5—10)，丙酮用量为预聚物质量的20-40％；

在步骤2中，N-甲基二乙醇胺和聚四氢呋喃二醇的摩尔比为(10—20):(5—10)。

在步骤2中，丙酮用量为预聚物质量的30-40％。

在步骤2中，在50-60℃反应3-5小时。