[發明專利]一種抗菌型陽離子水性聚氨酯樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202110057447.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112876640A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李浩揚;李桂軍;張鋒;馮會生;甄雷雷
• 申請（專利權）人: 江蘇華緣高科股份有限公司;淮安凱悅科技開發有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/44;C08G18/67;C08G18/32;C08G18/48;D06N3/14
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 馬海清

本發明公開了一種抗菌型陽離子水性聚氨酯樹脂及其制備方法，包括以下原料及質量份：大分子多元醇200?300份、多異氰酸酯100?160份、小分子醇類擴鏈劑2?10份、咖啡酸1?3份、氫氧化鋅0.5?1份、催化劑0.5?1.5份、丙酮10?50份、親水擴鏈劑8?15份、中和劑4?6份和去離子乳化水600?800份。本發明將咖啡酸與Zn離子通過離子鍵結合，并通過化學鍵合引入到陽離子水性聚氨酯分子鏈上，并且未與咖啡酸反應的氫氧化鋅可以與異氰酸根反應形成脲基，從而避免功能添加劑對水性聚氨酯力學性能的影響，又可以實現良好的抗菌效果，同時增加了水性聚氨酯的機械強度。本發明既提高了水性聚氨酯樹脂的交聯度，同時也提高了水性聚氨酯樹脂的耐水性、耐酸堿腐蝕性和機械強度，且賦予水性聚氨酯廣譜的抗病毒、抗氧化和抗菌能力。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種抗菌型陽離子水性聚氨酯樹脂及其制備方法。

背景技術

聚氨酯以其軟硬度可調范圍廣、耐低溫、柔韌性好、附著力強等優點被廣泛應用于皮革涂飾、涂料、膠黏劑等領域。然而隨著各國環境安全法律法規的出臺，許多國家已限制了溶劑型聚氨酯的應用。

水性聚氨酯由于其連續相為水，安全易于保存和儲存，且使用方便成本低，較完整的保留了溶劑型聚氨酯的特性，另外由于水性聚氨酯分子鏈中存在庫侖力和氫鍵的作用，使其在某些性能上優于溶劑型聚氨酯，因此水性聚氨酯的研制與生產受到世界各國的重視，而且都取得了長足的發展。在水性聚氨酯的制備中，為了獲得穩定的聚氨酯乳液，需在聚氨酯的預聚體分子中引入親水基團，使其在水中乳化。根據其引入基團所帶電性不同，將水性聚氨酯分為陽離子型、陰離子型、非離子型以及混合型水性聚氨酯。

目前，水性聚氨酯的研究多見于陰離子型的水性聚氨酯，其產品也已實現了工業化，而陽離子型水性聚氨酯的報道較少。陽離子型水性聚氨酯分子鏈上帶正電荷，對基材具有很好的浸潤性，同時對水的硬度不敏感，可在酸性條件下使用，故其在紡織、粘合劑、皮革和造紙等領域具有廣泛的應用前景。由于陽離子水性聚氨酯一般為季銨鹽型，將預聚體進行季銨鹽化的工序比較復雜，成本較高，有時候乳化產品不夠穩定，所以給工業化生產帶來困難。因此，開發出制備工藝簡單、性能優異的陽離子水性聚氨酯，其市場前景非常廣闊。

陽離子水性聚氨酯具有優良的性能，由于分子中含有帶正電荷的季銨鹽基團，對帶負電荷的棉纖維具有較好的親和力，易與纖維素中的羥基形成氫鍵，使得整理后織物具有較好的耐久性；同時由于季銨鹽基團的存在，陽離子聚氨酯具有一定的抗菌作用，但抗菌種類較少，抗菌能力較弱。

現有技術將聚酯二元醇，2,4-甲苯二異氰酸酯按一定比例加入到反應釜中氮氣保護下45～55℃進行預聚反應，然后升溫至60～70℃，向聚氨酯預聚體中加入1,4-丁二醇，反應一定時間后降溫至50～60℃，添加親水擴鏈劑N-甲基二乙醇胺，然后降溫至20℃加冰醋酸中和，加丙酮稀釋，黏度合適后加水高速剪切乳化，脫除丙酮即得到陽離子聚氨酯乳液，該種制備方法制備的陽離子水性聚氨酯鏈段只具有聚酯結構，得到的樹脂耐水解性、抗菌性都較差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種抗菌型陽離子水性聚氨酯樹脂及其制備方法，可以有效解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種抗菌型陽離子水性聚氨酯樹脂，包括以下原料及質量份：大分子多元醇200-300份、多異氰酸酯100-160份、小分子醇類擴鏈劑2-10份、咖啡酸1-3份、氫氧化鋅0.5-1份、催化劑0.5-1.5份、丙酮10-50份、親水擴鏈劑8-15份、中和劑4-6份和去離子乳化水600-800份。

進一步地，所述大分子多元醇包括聚四氫呋喃醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚己二酸多元醇、聚環氧乙烷多元醇、聚環氧丙烷多元醇、聚硅氧烷多元醇中的任意一種或幾種。

進一步地，所述大分子多元醇分子量在1000-3000之間。