[發明專利]一種阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請號: 202310306310.5
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116199853A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張先明;周杰;張濤;徐豫松;江長明;高亞輝
• 申請（專利權）人: 現代紡織技術創新中心（鑒湖實驗室）
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;C08J3/24;C08L75/08;C08K5/521
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制備方法。由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸銅制備而成；方法是將對氨基酚、2，4?二羥基苯甲醛反應得到芳香席夫堿單體；將二異氰酸酯、多元醇、親水擴鏈劑反應,加入芳香席夫堿單體和擴鏈劑，加入丙酮，繼續反應得到預聚體；將預聚體降溫,加入中和劑中和，倒入去離子水，攪拌，去除丙酮，得到改性水性聚氨酯；將醋酸銅溶液滴加至植酸溶液中，得到植酸銅溶液；將植酸銅溶液滴加至改性水性聚氨酯中，得到阻燃和抗菌水性聚氨酯。本發明的制備方法簡便，所得聚氨酯具有優異的阻燃性能和抗菌性能，在纜繩表面處理、織物整理劑等領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯及其制備方法，尤其涉及一種阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制備方法。

背景技術

水性聚氨酯(WPU)是一種以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯，具有環保、耐化學、耐磨等優點，廣泛應用于涂料、粘合劑和處理劑等領域。但是，傳統的WPU是易燃的，限制了其應用，因此WPU的阻燃改性是目前研究的主要方向之一。目前，對WPU進行阻燃改性的方法主要包括引入添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。盡管這些阻燃劑提高了WPU的阻燃性能，但是其成炭效率仍然不高，且燃燒過程的熔融滴落沒能得到有效抑制。另一方面，WPU在應用過程中容易滋生細菌，不僅破壞其原有性質和品質，還會給人體健康帶來隱患。因此，同時提高WPU的阻燃性能和抗菌性能是一個目前值得關注的難題。

發明內容

為了克服背景技術中存在的問題，本發明提供了一種阻燃和抗菌水性聚氨酯及其制備方法。本發明的制備方法簡便，所得聚氨酯具有優異的阻燃性能和抗菌性能，在纜繩表面處理、織物整理劑等領域有廣闊的應用前景。

為達到上述目的，本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一、一種阻燃和抗菌水性聚氨酯：

主要由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸銅制備而成，具體是由改性水性聚氨酯、植酸和醋酸銅通過配位鍵相互作用結合形成，化學結構式如下：

改性水性聚氨酯由二異氰酸酯、多元醇、芳香席夫堿單體、擴鏈劑和親水擴鏈劑聚合而成，化學結構式如下所示：

植酸與醋酸銅的總質量與改性水性聚氨酯固體組分質量比為1-4：100，植酸與醋酸銅的摩爾比為1：2。

芳香席夫堿單體的質量占改性水性聚氨酯固體質量1-10wt％，化學結構式如下所示：

所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的至少一種。

所述多元醇為聚丙二醇、聚乙二醇、聚己二酸丁二醇酯中的至少一種。

所述擴鏈劑為1，4-丁二醇、乙二醇、1，5-戊二醇中的至少一種。

所述親水擴鏈劑為2，2-二羥甲基丙酸、2，2-二羥甲基丁酸中的至少一種。

二、一種阻燃和抗菌水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)無水乙醇為溶劑，冰醋酸為催化劑，將對氨基酚、2，4-二羥基苯甲醛、冰醋酸和無水乙醇在60-70℃下攪拌反應3-5h，冷卻至常溫，真空過濾，用乙醇洗滌至濾液無色，真空干燥，得到芳香席夫堿單體；

步驟2)氮氣氛圍下，將二異氰酸酯、多元醇、親水擴鏈劑和催化劑在70-85℃下攪拌反應1-3h，加入步驟1)中得到的芳香席夫堿單體和擴鏈劑并升溫至80-95℃，加入丙酮，繼續反應3-7h得到預聚體；

步驟3)將步驟2)得到的預聚體降溫至45-50℃，加入中和劑中和20-30min，倒入去離子水，500-800r/min的速度攪拌20-30min，旋蒸去除丙酮，得到改性水性聚氨酯；