[發明專利]胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料、涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201710919083.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109593457A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 李景慶;吳會敏;蔣世春
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D105/08;C09D5/14;C08B37/08;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，將殼聚糖溶于鹽酸溶液中，待其溶解完全后，向其中加入單氰胺，80-100℃水浴條件下反應2-3h，將上述反應產物放入截留分子量為1000-3000的透析袋中透析后，冷凍干燥；

步驟2，將聚四氫呋喃聚醚二醇，真空脫水通入保護氣后，向其中加入異佛爾酮二異氰酸酯和N-甲基二乙醇胺(MDEA)，油浴條件下緩慢升溫至60-90℃，反應2-4h后，降溫至40-60℃后向其中加入丙酮稀釋，待反應體系溫度降至25-45℃時，向其中加入醋酸中和，反應20-60min后，在攪拌的條件下，向上述反應體系中緩慢滴加步驟1制備得到的反應產物的水溶液，待反應結束后去除丙酮，即得到胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯的穩定乳液，即抗菌涂料；

其中，在親水性擴鏈劑N-甲基二乙醇胺(MDEA)的作用下，聚四氫呋喃聚醚二醇和異佛爾酮二異氰酸酯中的不飽和鍵之間發生加成聚合反應，得到預聚體，而酸性條件下殼聚糖在胍基化試劑單氰胺的作用下，發生胍基化反應，改性后的殼聚糖溶于水，與預聚體發生乳化反應。

2.根據權利要求1所述的胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于，在步驟1中，單氰胺與殼聚糖中氨基摩爾比分別為(1-5)：1，優選(3—5)：1；殼聚糖的數均分子量為50000-100000；水浴溫度為85-95℃，水浴時間為2.5-3h。

3.根據權利要求1所述的胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于，在步驟2中，聚四氫呋喃聚醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯和N-甲基二乙醇胺(MDEA)的摩爾比為(4-6)：(18-20)：(8-10)，保護氣采用氮氣。

4.根據權利要求1所述的胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于，在步驟2中，油浴溫度為70-80℃，油浴時間為2-3h，升溫速率為3-5℃/min；降溫速率為3-5℃/min，中和反應時間20-40min，中和反應后體系的PH為7-7.5；步驟1制備得到的反應產物的水溶液濃度范圍為0.01g/mL-0.03g/mL，滴加速率為10-15滴/min。

5.胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，將殼聚糖溶于鹽酸溶液中，待其溶解完全后，向其中加入單氰胺，80-100℃水浴條件下反應2-3h，將上述反應產物放入截留分子量為1000-3000的透析袋中透析后，冷凍干燥；

步驟2，將聚四氫呋喃聚醚二醇，真空脫水通入保護氣后，向其中加入異佛爾酮二異氰酸酯和N-甲基二乙醇胺(MDEA)，油浴條件下緩慢升溫至60-90℃，反應2-4h后，降溫至40-60℃后向其中加入丙酮稀釋，待反應體系溫度降至25-45℃時，向其中加入醋酸中和，反應20-60min后，在攪拌的條件下，向上述反應體系中緩慢滴加步驟1制備得到的反應產物的水溶液，待反應結束后去除丙酮，即得到胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯的穩定乳液，即抗菌涂料；

其中，在親水性擴鏈劑N-甲基二乙醇胺(MDEA)的作用下，聚四氫呋喃聚醚二醇和異佛爾酮二異氰酸酯中的不飽和鍵之間發生加成聚合反應，得到預聚體，而酸性條件下殼聚糖在胍基化試劑單氰胺的作用下，發生胍基化反應，改性后的殼聚糖溶于水，與預聚體發生乳化反應。

6.根據權利要求5所述的胍基化殼聚糖改性的水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，其特征在于，在步驟1中，單氰胺與殼聚糖中氨基摩爾比分別為(1-5)：1，優選(3—5)：1；殼聚糖的數均分子量為50000-100000；水浴溫度為85-95℃，水浴時間為2.5-3h。