[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210166176.9
• 申請(qǐng)日: 2022-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN114409865A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高勇;劉夢(mèng);陳炳琪;童躍進(jìn);林芙蓉;關(guān)懷民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué);福建寶利特科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/32
• 分類號(hào): C08G18/32
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

本發(fā)明公開一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法與應(yīng)用，該擴(kuò)鏈劑是由2,2?二羥甲基丙酸（DMPA）與D?氨基葡萄糖鹽酸鹽通過酯化反應(yīng)制備的。該結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑，既保留了2,2?二羥甲基丙酸中兩個(gè)羥基良好的反應(yīng)活性，又兼具了D?氨基葡萄糖鹽酸鹽的抗菌活性。本發(fā)明的制備方法產(chǎn)率較高、純度好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。本發(fā)明公開的擴(kuò)鏈劑可用于具有抗菌功能的水性聚氨酯的合成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性聚氨酯制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

水性聚氨酯以其優(yōu)良的性能，環(huán)境友好的特性和低廉的價(jià)格廣泛應(yīng)用于家庭用品、室內(nèi)裝潢、醫(yī)療設(shè)備、食品加工、包裝工業(yè)等領(lǐng)域。但水性聚氨酯制品在使用和存放過程中，在適宜的溫度和濕度條件下極易生長(zhǎng)和繁殖細(xì)菌，嚴(yán)重威脅人們健康，因此抗菌性一直是該材料研究的重點(diǎn)。

目前抗菌水性聚氨酯是在水性聚氨酯中添加無機(jī)抗菌劑為主要方法，但是由于會(huì)影響水性聚氨酯的一些力學(xué)性能，限制了它的使用。將有機(jī)抗菌劑通過化學(xué)鍵合與聚氨酯結(jié)合起來，合成具有結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯將是抗菌水性聚氨酯的發(fā)展方向。

D-氨基葡萄糖鹽酸鹽是殼聚糖水解產(chǎn)物，其生物相容性好，無毒，有一定的消炎、抗腫瘤作用，而且具有良好的抗菌活性。陳忻研究了D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的抗菌作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，D-氨基葡萄糖鹽酸鹽對(duì)所測(cè)試的21種常見食品腐敗菌均有抗菌作用（陳忻，氨基葡萄糖鹽酸鹽的防腐抗菌作用研究，精細(xì)化工，2001,18（2）：78-80.）。關(guān)于D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的抗菌機(jī)理的研究報(bào)道較少，但是其聚合物殼聚糖的抗菌機(jī)理比較明確。殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中存在帶正電的氨基，它易與呈負(fù)電性的菌體相吸附，被公認(rèn)為是殼聚糖具有高效抗菌性能的關(guān)鍵（韓永萍，李可意，楊宏偉，林強(qiáng)，殼聚糖的抗菌機(jī)理及其化學(xué)改性研究，化學(xué)世界，2012,4,248-252.）。

專利CN106947047公開了一種用D-氨基葡萄糖鹽酸鹽分子中的羥基與聚氨酯預(yù)聚體中的異氰酸酯反應(yīng)，通過化學(xué)鍵合的方式把抗菌成分——D-氨基葡萄糖鹽酸鹽，引入水性聚氨酯分子鏈，制備抗菌水性聚氨酯材料的方法。該技術(shù)方案中，由于D-氨基葡萄糖鹽酸鹽分子中僅有一個(gè)伯醇羥基，其余都是反應(yīng)活性較低的仲醇羥基，因此進(jìn)入高分子鏈的方式往往是封端反應(yīng)而不是擴(kuò)鏈反應(yīng)；此外該化合物在反應(yīng)溶劑中（丙酮或丁酮）的溶解度很小，導(dǎo)致添加量有限（小于總質(zhì)量的2.5%）。這導(dǎo)致兩個(gè)不良后果，第一，由于其封端的作用，使聚氨酯聚合度偏低，該聚氨酯成膜后的機(jī)械強(qiáng)度差；第二，抗菌聚氨酯中D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的含量無法增加，其抗菌效果無法進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑，具體制備反應(yīng)和步驟如下：

將2,2-二羥甲基丙酸（DMPA）與D-氨基葡萄糖鹽酸鹽，按照等摩爾量加入到溶劑中，加入一定量的催化劑，在攪拌下緩慢加熱至反應(yīng)溫度，保溫反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物趁熱倒入盛有冰水的容器中，劇烈攪拌。待混合物充分冷卻后，抽濾，用少量冷水洗滌固體兩次。所得固體用95 wt %乙醇重結(jié)晶，即得到所述的結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑。

上述步驟中的溶劑為苯、甲苯、二甲苯或苯、甲苯、二甲苯中兩種以上的以任意比率混合的混合物。

上述步驟中所述的催化劑為鹽酸、硫酸、三氯化鋁、氯化鋅中的一種。

上述步驟中所述的反應(yīng)溫度為80～140℃。

上述步驟中所述的保溫反應(yīng)時(shí)間為1～8h。

本發(fā)明所述的一種結(jié)構(gòu)抗菌型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑在合成抗菌水性聚氨酯中的應(yīng)用。