[发明专利]一种三防抗菌整理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化学品领域，具体涉及一种三防抗菌整理剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是由多异氰酸酯和多元醇聚合而成的聚合物，具有优异的成膜性能、耐候性和粘结性，通过引入特殊结构的多元醇可方便地实现对聚氨酯的改性。聚氨酯水分散乳液作为一种性能优异的绿色高分子功能材料，被广泛应用于轻纺、皮革、涂料、造纸等领域。但传统的水性聚氨酯由于带有较多的亲水性基团，其防水防油性能较差，限制了其应用范围。

为了获得具有低表面能的水性聚氨酯，可将一些低表面能链段引入到聚氨酯中来增强其拒水拒油与防污性能，低表面能链段主要有聚硅氧烷和氟碳树脂，聚硅氧烷链段的主链为-Si-O-Si-结构，侧链有各种烷基类的取代基组成，具有较低的表面张力和良好的柔软性和拒水性。而氟碳树脂由于F-C键的键能大，极性小，内聚能低，呈化学惰性，与其他树脂相比，氟碳树脂的临界表面张力最低，表现出良好的拒水拒油和防污性能，是制备织物防水防污防油整理剂(以下简称三防整理剂)的最佳原料。

目前所报道的织物三防整理剂一般都以含氟丙烯酸酯与普通丙烯酸酯进行乳液共聚来制备，且使用的含氟单体为氟碳链长为8的丙烯酸全氟烷基酯。但是这种具有较长全氟碳链的化合物(氟碳链长≥8)由于稳定性好，难自然降解，存在生物体累积性和远距离迁移可能性，对人类健康和生存环境有一定危害。从环境友好角度看，必须避免使用长氟碳烷基链的化合物。已有专利报道采用短氟碳链的含氟丙烯酸酯来制备拒水拒油整理剂，如专利CN1934149A、CN1942541A等报道的防水防油剂组合物，但这些专利中提到的含氟共聚物整理剂的拒水拒油性能不是很优异，与传统长链全氟烷基丙烯酸酯为原料制备的织物整理剂的性能差异还比较大，这类整理剂的性能也较为单一，只能提供简单的三防性能，但是众多的纺织品在进行三防整理的同时希望赋予其他的性能，如柔软性、耐久性以及抗菌性能等。

发明内容

本发明提供了一种三防抗菌整理剂及其制备方法，该整理剂具有环境友好性，能赋予各种织物、皮革制品良好的防水防污防油性和抗菌性能。

一种制备三防抗菌整理剂的方法，包括：

将多异氰酸酯、季铵化双羟丙基聚硅氧烷、扩链剂、稀释剂和聚合催化剂混合，反应制得季铵化有机硅改性聚氨酯预聚物；所述的季铵化有机硅改性聚氨酯预聚物与氟碳链长为4-6的全氟烷基乙醇反应得季铵化有机硅改性的短氟碳链聚氨酯预聚物；所述的季铵化有机硅改性的短氟碳链聚氨酯预聚物经后处理后即得所述的三防抗菌整理剂；

以多异氰酸酯的重量份为100份计，各反应组分的含量如下：

多异氰酸酯：                100份

季胺化双羟丙基聚硅氧烷：    50～300份

扩链剂：                    5～30份

稀释剂：                    20～50份

聚合催化剂：                0.1～0.5份

全氟烷基乙醇：              50～200份。

所述的季胺化双羟丙基聚硅氧烷的结构式如式(1)所示，重均分子量为500-5000，优选1000-3000；

其中，m∶n＝8∶2～2∶8。

作为优选，以多异氰酸酯的重量份为100份计，各反应组分的含量如下：

多异氰酸酯：                100份

季胺化双羟丙基聚硅氧烷：    135～280份

扩链剂：        12～25份

稀释剂：        25～45份

聚合催化剂：    0.2～0.4份

全氟烷基乙醇：  75～125份。

所述的季胺化双羟丙基聚硅氧烷的制备方法如下：

将结构式如式(2)所示的双羟丙基封端的氯丙基聚硅氧烷与十二烷基二甲基叔胺在有机溶剂中反应后除去溶剂，所述的有机溶剂可选用二甲基甲酰胺等有机溶剂，所述的反应的温度为90-120℃，时间为10-20小时，反应物的摩尔比为1∶1，

其中，m∶n＝8∶2～2∶8。

所述的多异氰酸酯为至少含有两个-NCO基团的脂肪族或芳香族多异氰酸酯，可选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三苯基甲烷三异氰酸酯中的至少一种。多异氰酸酯具有优异的柔软、抗静电剂、杀菌和抗黄变性能，可提高抗菌整理剂的三防效果。