[發明專利]一種多功能聚氨酯預聚物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811189216.1
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109320680B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張田林;樊變花;王青;陳楓;沈忱;班鑫鑫
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/38;C08G18/76
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 何文豪

本發明提供一種多功能聚氨酯預聚物，其分子結構中含有異氰酸酯基、聚乙二醇鏈、季銨陽離子和水楊醛等功能基團，用作制備多功能性聚氨酯材料的原料；或用于金屬材料、硅酸鹽材料或陶瓷材料表面的涂覆改性；或用于棉織物、木材、聚氨酯材料或聚酰胺材料的后化學表面改性，實現所述材料表面的親水防霧和殺菌抗污功能。

技術領域

本發明涉及一種多功能聚氨酯預聚物及其制備方法，特別涉及分子結構中含有聚乙二醇鏈、季銨陽離子和水楊醛的異氰酸酯基聚氨酯預聚物，用作制備多功能性聚氨酯材料的原料；或用于金屬材料、硅酸鹽材料或陶瓷材料表面的涂覆改性；或用于棉織物、木材、聚氨酯材料或聚酰胺材料的后化學表面改性，實現所述材料表面的親水防霧和殺菌抗污功能，屬于有機功能材料領域。

技術背景

聚氨酯(Polyurethanes，PUs)是主鏈上含有氨基甲酸酯(-NHCOO-)重復單元的一類聚合物的總稱，通常是由多元醇與多異氰酸酯發生加聚反應生成，屬于典型的嵌段共聚物；與其它高分子材料相比，聚氨酯材料具有分子結構易設計、性能可調控、加工性能好、加工方式多樣、機械性能優異等特性。通過對聚氨酯材料進行功能化改性，從而在保持聚氨酯優良性能的同時，并賦予其獨特的生物學、光電磁熱以及其它物理化學性質，已經成為擴大聚氨酯材料應用領域的主要方法。目前流行的聚氨酯功能化方法有：表面改性的涂覆和接枝、共混改性、互穿網絡，以及化學共聚。其中通過鍵合作用將功能基團與聚氨酯材料進行分子水平的復合，不但能充分發揮各組分的性能，并且具有協同效應。

為了更簡便的方法或技術對木材、聚氨酯材料或聚酰胺材料進行后化學反應表面功能化，具有均勻、持久、低成本和施工方便的優點，本發明提供一種多功能聚氨酯預聚物，本發明所述多功能聚氨酯預聚物指的是分子結構中含有聚乙二醇鏈、季銨陽離子和水楊醛的異氰酸酯基封端的聚氨酯預聚物，所述多功能聚氨酯預聚物的分子結構中含有異氰酸酯基和功能單元。利用所述多功能聚氨酯預聚物的端異氰酸酯基能夠對表面含有羥基、氨基或酰胺基的有機高分子材料進行后化學表面改性，通過化學鍵將功能單元均勻地“錨定”在木材、聚氨酯材料或聚酰胺材料表面，以期增強所述材料表面改性的持久性、均勻性。所述功能單元指的是生物相容性好、親水親油的聚乙二醇鏈，親水性高、殺菌活性高的季銨陽離子，以及殺菌抗菌的水楊醛。所述多功能聚氨酯預聚物是由多異氰酸酯和含有功能單元的低聚物一元醇或低聚物多元醇為原料制得的。所述多功能聚氨酯預聚物其特點是所述多功能預聚物粘度低，制備方法簡單，使用方便。

發明內容

本發明目的是要提供一種多功能聚氨酯預聚物，用作制備聚氨酯電解質、離子導聚氨酯膜材料、陰陽離子交換聚氨酯樹脂或多功能聚氨酯基氣體凈化材料或一次性衛生用品的原料，或用于金屬材料、硅酸鹽材料、陶瓷材料、棉織物、木材、聚氨酯材料或聚酰胺材料的表面物理改性或表面的后化學改性，產生持久的親水防霧和殺菌抗污功能。

為了實現上述目的，本發明提供的多功能聚氨酯預聚物具有通式(A)所示結構：

其中通式(A)中的R₁和R₂不選取氫或烴基、或分別選自C₁～C₁₈烴基中的一種；m選自1、2或3中的一種；和選自C₁～C₁₈亞烴基或中的一種，其中n選自1～20000之間的自然數。

本發明所述的多功能聚氨酯預聚物分子結構中有四個功能基團，第一個是異氰酸酯基(-NCO)，是其與棉織物或木材表面的羥基(-OH)、或與聚氨酯或聚酰胺表面的酰胺基(-CONH)進行后化學反應的功能基；其次是聚乙二醇鏈(poly(ethylene glycol)chain，PEGchain)，其能夠賦予所述材料表面的親水性和生物相容性；再者是季銨陽離子(quaternaryammonium cations，QACs)，其能夠賦予所述材料表面殺菌抗菌和親水性；最后一個功能基團是水楊醛，其具有殺菌抗菌、抗氧化功能。