[發明專利]一種水性協同抗菌聚氨酯乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 201810016271.4
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108676143B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 彭開美;戴學新;王江河;阮代錟;毛海立;鄒洪濤;楊再波
• 申請（專利權）人: 黔南民族師范學院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/48;C08G18/67;C08G18/83
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明屬于防污材料技術領域，具體涉及一種水性協同抗菌聚氨酯乳液及其制備方法，利用不同抗菌機理模塊相結合而形成協同抗菌，由于本發明提供的抗菌機制是將不同抗菌機理模塊相結合的抗菌方式，相比于單一抗菌機理模式，如季銨鹽離子或特異性殺菌劑具有更好的抑制或延緩細菌抗藥性的產生，此外，本發明方法制備過程簡單、易于控制，制備工藝成熟、便于工業化放大生產。

技術領域

本發明屬于防污材料技術領域，具體涉及一種水性協同抗菌聚氨酯乳液及其制備方法。

背景技術

細菌存在于自然的各個角落，其中部分細菌屬于有益菌，但仍有大部分的有害菌。如致病性微生物引起的“污染”就是一個全球關注的問題，特別是近年來，“非典”、“禽流感”等由致病性微生物引起的感染事件對整個社會及經濟造成了重大的不利影響與損害。因此，具有抗菌功能材料/涂層的研究與開發對當代社會變得尤為重要。水性聚氨酯由于其具有生物相容性、優異的機械性能及環保特性，使其在醫療、衛生和食品等工業領域有廣泛的應用。因此，構建具有抗菌功能的聚氨酯是一種應對細菌污染的優良策略。

對抗菌聚氨酯的相關研究已經歷了約40年的歷史，在現有的技術中，一般通過叔胺與鹵代烴的季胺化反應得到季銨鹽，或者在聚氨酯的合成過程中引入具有抗菌功能的小分子。如CN101880371A與 CN102070769A分別公開了一種含有季銨鹽離子的抗菌聚合物及含有吡啶季銨鹽的抗菌聚氨酯，這些得到的聚氨酯也具有良好的抗菌效果。但是這種體系是用有機溶劑作為分散劑，在使用的過程必然對環境造成污染。其次，這些引入抗菌基團的策略在一定程度上缺乏精準控制性與彈性。如聚氨酯的抗菌性能依賴于叔胺與鹵代烴的季胺化反應轉化率，而這個反應的轉化率又與每個具體反應的分子結構相關，因此缺乏對反應的精準控制；同時這類反應在引入其它的抗菌劑時則缺乏兼容性，也即需要構建另外的功能基團才能接入不同的抗菌劑，因此，在一定程度上其反應的“彈性”也不足。

隨著大眾環保意識的增強及國家政策的引導，水性聚氨酯因其以水代替有機溶劑而得到了飛速的發展，隨之而來對水性抗菌聚氨酯的研究也逐漸受到重視。如CN102604002A公開了一種多功能型水性聚氨酯-季銨鹽聚合物，但這類聚合物的抗菌效果一般且合成過程較復雜。CN101235130A也公開一種陽離子水性聚氨酯乳液，其也存在抗菌效果不理想的問題。因此，水性抗菌聚氨酯在抗菌材料領域的應用也受到了限制。CN103420868A公開一種水性無毒抗菌聚氨酯乳液的制備方法，其抗菌效果良好，但是其仍然是把抗菌的功能基團聚焦于季銨鹽。鑒于目前抗菌需求等級的多樣性、抗菌環境的復雜性，開發結合不同抗菌機理功能模塊的水性抗菌聚合物是非常有必要的。

發明內容

本發明為了解決以上技術問題，提供了一種水性協同抗菌聚氨酯乳液及其制備方法。

具體是通過以下技術方案來實現的：

一種水性協同抗菌聚氨酯乳液，利用不同抗菌機理模塊相結合而形成協同抗菌的方法，利用正電荷基團與抗菌小分子相結合的策略來構建水性抗菌聚氨酯，用于連接聚氨酯分子不同抗菌模塊的策略是點擊化學，其中聚氨酯鏈上的正電荷對細菌表面的負電荷產生靜電吸引把細菌拉近，另外正電荷基團或抗菌劑分子則對細菌進行滅殺攻擊的模式。

所述的水性協同抗菌聚氨酯乳液的制備方法1，包括以下制備方法：

(1)將10-30％聚合物二元醇在溫度70-120℃下真空脫水60-130 min；

(2)將溫度降至60-85℃，加入50-66％二異氰酸酯和總物料0.1-1 wt％的催化劑I，在攪拌和氮氣保護下反應30-180min；

(3)加入0-29％的擴鏈劑擴鏈劑I、5-30％的擴鏈劑II及3-30％的二羥甲基丙酸(DMPA)，并在40-80℃下反應1-8h；

(4)降溫至40℃，加入丙酮降粘，并加入3-30％的三乙胺中和成鹽，反應20-60分鐘；