[发明专利]一种甜菜碱阳离子水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法

说明书

本发明公开一种甜菜碱阳离子水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法，以聚醚/聚酯二元醇为软段，以二异氰酸酯为硬段，有机锡类物质为催化剂，先合成异氰酸酯封端的预聚物，再将甜菜碱扩链剂、小分子扩链剂和阳离子亲水性扩链剂加入体系进行扩链反应，期间通过加入有机溶剂调节粘度，扩链完成后在冰乙酸的中和作用下成盐提高自乳化能力，之后再高速搅拌下逐渐加水乳化，最后利用旋转蒸发仪脱除乳液中的有机溶剂，得到稳定的甜菜碱阳离子水性聚氨酯乳液。在本发明中，利用3‑二甲氨基‑1,2‑丙二醇和磺化试剂反应，合成一种适用于聚氨酯扩链的磺基甜菜碱扩链剂，进而得到侧链带有磺基甜菜碱基团的聚氨酯，达到持久抗菌效果。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种新型聚氨酯涂层——甜菜碱阳离子水性聚氨酯涂层及其制备方法。

背景技术

各种医疗器械，尤其是介入类、植入等器械的使用，极大地提高了人类的医疗质量。但是，医疗器械表面附着病原微生物后，微生物生长得不到有效抑制，从而造成伤口感染，以及局部组织器官感染甚至全身感染，给患者康复带来了极大威胁，这是临床工作中亟待解决的突出问题。为避免微生物感染，通常采用抗菌药物对器械进行清洁和处理，但是药物的扩散不仅具有时效性短的缺点，而且频繁使用也对环境造成了极大的影响，并且抗菌药物的滥用进一步促进了耐药微生物演化。

表面涂敷是常用的对医疗器械进行改性的手段。其具有成本低，改性简单易行，不影响基材性能的特点。但在目前常用的释放型表面涂层，抗菌时效性短，若对涂层进行结构化学改性，将抗菌剂与聚合物涂层骨架结合，得到接触型活性表面，从而可以避免药物释放，保证抗菌时效性。

聚氨酯(Polyurethane，PU)即聚氨酯甲酸酯，是主链上含有重复的氨基甲酸酯基团 (-NHCOO-)的高分子材料的统称，主要由多元醇与多异氰酸酯通过逐步聚合的方式制备，其分于链通常由软段和硬段交替构成，软段一般多由多元醇(聚醚、聚酯等)构成，而硬段由异氰酸酯和小分子扩链剂(二胺或二醇)构成，小分子扩链剂往往带有能被离子化的功能性基团，从而有望获得一系列规定性能的聚合物，这些性能使聚氨酯分子有极大的可设计性。此外，随着环境友好型材料的发展和“绿色发展”理念的推动，水性涂料越来越受到人们的关注，相对传统涂料极大地减少了挥发性有机溶剂的排放，降低了对环境和人身体健康的影响。随着研究的发展，聚氨酯的水性化已逐步取代溶剂型体系，成为目前聚氨酯工业发展的重要方向。庄昌清等制备的水性聚氨酯乳液具有化学稳定性强、优异的附着力性能和良好的阻燃性能，填补了现有技术中同时含有磷酸亲水基团及羧酸亲水基团的水性聚氨酯产品的研究空白(李永炕,陈志国,杨川.一种水性聚氨酯乳液及其制备方法:中国,CN101475678A[P].2009.)；李坚等提供了一种水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂的制备方法，以丙烯酸酯化学改性水性聚氨酯，使得合成的水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂具有水性聚氨酯和丙烯酸酯两者的优异性能(李坚,孙建平,张旸. 水性聚氨酯丙烯酸酯压敏粘合剂的制备方法:中国,CN103031093A[P].2013.)；施利毅研究了一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法，所得乳液在低温下可以固化成形成纳米微孔结构的涂膜，该涂膜吸水率显著降低，改善了市售WPU耐水性不好的状况，所得产品在硬度，耐溶剂性等方面也有很大提高(施利毅,杭建忠,李文倩,黄雷,程银银. 一种纳米溶胶改性水性聚氨酯乳液的制备方法及应用:中国,CN102653628A[P].2012.)。