[发明专利]一种阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制备方法。由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸铜制备而成；方法是将对氨基酚、2，4‑二羟基苯甲醛反应得到芳香席夫碱单体；将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂反应,加入芳香席夫碱单体和扩链剂，加入丙酮，继续反应得到预聚体；将预聚体降温,加入中和剂中和，倒入去离子水，搅拌，去除丙酮，得到改性水性聚氨酯；将醋酸铜溶液滴加至植酸溶液中，得到植酸铜溶液；将植酸铜溶液滴加至改性水性聚氨酯中，得到阻燃和抗菌水性聚氨酯。本发明的制备方法简便，所得聚氨酯具有优异的阻燃性能和抗菌性能，在缆绳表面处理、织物整理剂等领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯及其制备方法，尤其涉及一种阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯(WPU)是一种以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯，具有环保、耐化学、耐磨等优点，广泛应用于涂料、粘合剂和处理剂等领域。但是，传统的WPU是易燃的，限制了其应用，因此WPU的阻燃改性是目前研究的主要方向之一。目前，对WPU进行阻燃改性的方法主要包括引入添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。尽管这些阻燃剂提高了WPU的阻燃性能，但是其成炭效率仍然不高，且燃烧过程的熔融滴落没能得到有效抑制。另一方面，WPU在应用过程中容易滋生细菌，不仅破坏其原有性质和品质，还会给人体健康带来隐患。因此，同时提高WPU的阻燃性能和抗菌性能是一个目前值得关注的难题。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制备方法。本发明的制备方法简便，所得聚氨酯具有优异的阻燃性能和抗菌性能，在缆绳表面处理、织物整理剂等领域有广阔的应用前景。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一、一种阻燃和抗菌水性聚氨酯：

主要由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸铜制备而成，具体是由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸铜通过配位键相互作用结合形成，化学结构式如下：

改性水性聚氨酯由二异氰酸酯、多元醇、芳香席夫碱单体、扩链剂和亲水扩链剂聚合而成，化学结构式如下所示：

植酸与醋酸铜的总质量与改性水性聚氨酯固体组分质量比为1-4：100，植酸与醋酸铜的摩尔比为1：2。

芳香席夫碱单体的质量占改性水性聚氨酯固体质量1-10wt％，化学结构式如下所示：

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、甲苯二异氰酸酯中的至少一种。

所述多元醇为聚丙二醇、聚乙二醇、聚己二酸丁二醇酯中的至少一种。

所述扩链剂为1，4-丁二醇、乙二醇、1，5-戊二醇中的至少一种。

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至少一种。

二、一种阻燃和抗菌水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)无水乙醇为溶剂，冰醋酸为催化剂，将对氨基酚、2，4-二羟基苯甲醛、冰醋酸和无水乙醇在60-70℃下搅拌反应3-5h，冷却至常温，真空过滤，用乙醇洗涤至滤液无色，真空干燥，得到芳香席夫碱单体；

步骤2)氮气氛围下，将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂和催化剂在70-85℃下搅拌反应1-3h，加入步骤1)中得到的芳香席夫碱单体和扩链剂并升温至80-95℃，加入丙酮，继续反应3-7h得到预聚体；

步骤3)将步骤2)得到的预聚体降温至45-50℃，加入中和剂中和20-30min，倒入去离子水，500-800r/min的速度搅拌20-30min，旋蒸去除丙酮，得到改性水性聚氨酯；