[發明專利]一種抗菌改性水性聚氨酯的制備方法

有效

• 申請號: 201911425875.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111116859B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉海龍;錢濤
• 申請（專利權）人: 杭州吉華高分子材料股份有限公司;錢濤
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/42;C08G18/34;C08G18/32;C08K3/08;C08G63/127;C08G63/137;C08G63/78;C09D5/14;C09D175/06;C09D175/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體;何俊

本發明涉及新材料合成領域，公開了一種抗菌改性水性聚氨酯的制備方法，本發明先制備一種末端為羥基、分子內含羧基的超支化聚酯作為納米銀粒子制備的穩定劑和保護劑，然后與大分子多元醇混合，共同作為羥基組分，和多異氰酸酯、擴鏈劑等反應，制備得到具有結構型抗菌成分的水性聚氨酯，該方法制備的納米銀粒子粒徑均勻，比表面積大，且被均勻、穩定地鎖定于有機高分子網格中，分散性好，不易遷移，少量添加（ppm級）與水性聚氨酯結合即可達到優異長效的抗菌性。

技術領域

本發明涉及新材料合成領域，尤其涉及一種抗菌改性水性聚氨酯的制備方法。

背景技術

水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的聚氨酯體系，與傳統的溶劑型聚氨酯相比，水性聚氨酯具有無毒、不易燃、對環境友好等特點，而且水性聚氨酯結構-性能的可調節性使其同時具有彈性體和塑料的性質以及優良的耐磨性和附著力等，廣泛應用于皮革/合成革涂飾劑、織物涂層與整理劑、涂料、膠黏劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑等領域，具有廣闊的市場前景。

不過將溶劑型體系改為水性體系會遇到一些新的問題，其中水性體系在溫濕度適宜環境下，面臨著大量細菌等微生物繁殖的挑戰，對材料的最終性能產生干擾。同時，隨著社會的發展，生活水平的不斷提高，人們對健康環保越來越重視，環境中微生物無處不在，一直以來，人們的生存和健康受到各種細菌的威脅。人們日常工作生活中接觸到的設施、工具、器皿等很多領域都存在抗菌需求。特別是水性聚氨酯材料在用于涂層加工時，人們對其抗菌性能的要求很高。

有機系和天然系抗菌劑的耐藥性差和安全性低，市場化的生產受到很大的限制，無機抗菌材料具有安全性高、殺菌性持久和化學穩定性等優點，其中銀系抗菌劑因強力的抗菌效果、良好的熱穩定性、持久的抗菌效果，并對細胞及組織無明顯毒性，得到了廣泛的應用。同時納米材料的尺寸在納米級別，使其具有一些特殊的性能與獨特的效應，這使得納米銀系抗菌劑在抗菌中得到了很好的應用。銀系抗菌成分應用于涂料、涂層、紡織品上，人體進行接觸并不會有危害，也不會產生不良反應。

納米銀粒子的制備方法主要有物理法和化學法。常用的物理法有機械球磨法、濺射法、惰性氣體冷凝法、等離子體法等，這種方法制備的產品純度較高，但采用的設備成本較高，需要消耗大量的能量使材料尺寸降低到納米量級，并且產率較低。常用的化學法包括化學氣相沉積法、電化學法、模板法、溶膠-凝膠法等，該方法的缺點是容易混入雜質，所得產品不純，但相比物理法，具有得到的納米材料規整均勻、利于批量生產、設備簡便的優點。

納米銀的抗菌機理一般認為是接觸殺菌機理，通過吸附在微生物的表面，導致細胞膜形態變化，破壞細胞膜使細胞質流出，從而殺滅微生物，從而實現更好的殺菌效果。目前一般是通過將納米銀抗菌劑添加到水性聚氨酯中，來賦予其抗菌性。然而傳統方法中抗菌劑會在聚氨酯材料中發生遷移、降解等，長時間使用易造成涂層抗菌性能衰減，甚至喪失抗菌性能，使其應用具有很大的局限性。

發明內容

為了解決上述納米銀制備難以兼顧純度和成本，以及納米銀在聚氨酯材料中性能易衰減等技術問題，本發明提供了一種抗菌改性水性聚氨酯的制備方法，本發明先制備一種末端為羥基、分子內含羧基的超支化聚酯作為納米銀粒子制備的穩定劑和保護劑，然后與大分子多元醇混合，共同作為羥基組分，和多異氰酸酯、擴鏈劑等反應，制備得到具有結構型抗菌成分的水性聚氨酯，該方法制備的納米銀粒子粒徑均勻，比表面積大，且被均勻、穩定地鎖定于有機高分子網格中，分散性好，不易遷移，少量添加(ppm級)與水性聚氨酯結合即可達到優異長效的抗菌性。

本發明的具體技術方案為：

一種抗菌改性水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：