[发明专利]一种杀菌型二醇扩链剂及其制备方法和在多功能协同防污水性聚氨酯中的应用

说明书

本发明提供了一种杀菌型二醇扩链剂，其结构式为该二醇扩链剂采用以下步骤制备而成：将二溴辛戊二醇和1,2‑苯并异噻唑‑3‑酮溶解在溶剂中，放入微波反应器中，22222℃下反应2212h，再经过纯化，即得含杀菌基团的二醇扩链剂；所述二溴辛戊二醇和1,2‑苯并异噻唑‑3‑酮的摩尔比为1.2:2.222.5。本发明还提供上述二醇扩链剂在多功能协同防污水性聚氨酯中的应用。将本发明的杀菌型二醇扩链剂应用于防污水性聚氨酯的制备中，杀菌基团通过共价键引入涂层，相比释放型防污涂层，可有效减少环境毒性，制得的防污水性聚氨酯可广泛于纺织、塑料、医疗卫生等，特别是海洋防污领域；另一方面不会对环境造成污染，还可以降低产品的生产成本，节约能源。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种杀菌型二醇扩链剂及其制备方法和在多功能协同防污聚氨酯中的应用。

背景技术

蛋白质、细胞、微生物、水生生物等生物污损物易在日常用品、建材、生物医用材料及海洋设备等表面粘附聚集，给医疗卫生、食品、航运等行业带来一系列问题，严重威胁着人类的健康和财产安全。其中海洋生物污损增加船舶航行阻力、堵塞海洋工程设施，甚至导致基材局部穿孔腐蚀，影响海洋工程设施的服役性能和使用寿命。此外，在海洋污损物清理过程中还可能引起生物入侵、疫情传播等导致经济和社会危害。涂覆防污涂料可有效阻止各种污损物对基材的侵蚀与污染而不影响基材性能，是最方便有效的防污损措施。目前防污涂料技术还严重依赖使用有毒的杀菌剂，对人类和生态环境构成严重威胁。因此非释放型环境友好聚合物涂料代替传统释放型涂料，用于阻止海洋生物污损，减少对海洋生态环境的危害，是海洋防污涂料未来的发展方向。

表1.新型环境友好防污涂料的主要类型、结构特点及存在的问题

目前新型防污涂料主要包括阻止污损型、污损可脱附型、杀菌型和降解自抛光涂料等，他们主要结构特点和存在的问题如表1所示。在众多防污涂料中，有机硅氟等低表面能的污损可脱附型涂料成为目前防污涂料研究的热点。这是由于其自身的低表面能性质可使污损物难以在表面附着，即使附着也不牢固，在水流或其它外力作用下易脱落，在海洋防污、医疗卫生、公共卫生等领域具有巨大的应用潜力。

但是依靠单一防污机制的涂料无法达到理想的防污效果。硅氟低表面能防污涂料在静止状态下防污作用不明显，难以阻止由藻类和细菌组成的黏液层的生长，且只能使微生物附着不牢，需定期清理，附着生物一旦长大将很难除去。为此，将低表面能防污涂料共混防污剂4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)实现缓释或接枝防污剂(三氯生、N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺)、季铵盐等构建杀菌-污损脱附型涂料，应用于对防污时效要求不同的场合，或引入亲水的聚乙二醇(PEG)、两性离子等构建阻止污损-污损脱附型涂料，进一步提高涂层防污性能。然而即便是兼顾杀菌和抗粘附的表面，长期仍然会有污损物附着增生的现象，导致防污失败。为此，华南理工大学张广照课题组提出“降解防污”的新思路，发展了一系列聚酯型生物降解高分子基材料，可通过降解使涂层表面不断自我更新而达到自抛光防污目的，不过这种结构的防污活性严重依赖涂层的降解性能。因此，综合多种机制协同防污是防污涂料的必然发展趋势，多种防污结构之间的相互作用及其对涂层防污结构和活性的影响是亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种含杀菌基团的二醇扩链剂，其可应用于水性聚氨酯的制备中，使水性聚氨酯涂层具备良好的防污效果，实现涂层杀菌和抗黏附的协调统一。

为了实现以上发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种杀菌型二醇扩链剂，其结构式为：

本发明的另一目的是提供上述杀菌型二醇扩链剂的制备方法，包括以下步骤：

将二溴辛戊二醇和1,2-苯并异噻唑-3-酮溶解在溶剂中，放入微波反应器中，20～60℃下反应2～12h，再经过纯化，即得含杀菌基团的二醇扩链剂；所述二溴辛戊二醇和1,2-苯并异噻唑-3-酮的摩尔比为1.0:2.0～2.5。