CN109096904A - 一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents
一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109096904A CN109096904A CN201810952901.9A CN201810952901A CN109096904A CN 109096904 A CN109096904 A CN 109096904A CN 201810952901 A CN201810952901 A CN 201810952901A CN 109096904 A CN109096904 A CN 109096904A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modified
- long
- isocyanates
- inclusion compound
- cyclodextrin inclusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical class O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 42
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 19
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 19
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 3
- QGLRLXLDMZCFBP-UHFFFAOYSA-N 1,6-diisocyanato-2,4,4-trimethylhexane Chemical compound O=C=NCC(C)CC(C)(C)CCN=C=O QGLRLXLDMZCFBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 2
- OMRDSWJXRLDPBB-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.C1CCCCC1 Chemical compound N=C=O.N=C=O.C1CCCCC1 OMRDSWJXRLDPBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 13
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 239000001116 FEMA 4028 Substances 0.000 description 2
- -1 alcohol compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 description 2
- 235000011175 beta-cyclodextrine Nutrition 0.000 description 2
- 229960004853 betadex Drugs 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical group NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical group NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical group NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- IKGRHMKNUHTLIL-UHFFFAOYSA-N cyanic acid 3,5,5-trimethylcyclohex-2-en-1-one Chemical compound O=C1C=C(CC(C)(C)C1)C.N#CO IKGRHMKNUHTLIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002440 hydroxy compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N urea-1-carboxylic acid Chemical group NC(=O)NC(O)=O AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
- C08G18/4081—Mixtures of compounds of group C08G18/64 with other macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
- C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种持久抗菌型聚氨酯涂料，其主要包含如下组分:改性聚氨酯树脂、颜填料、助剂、溶剂，其中所述改性聚氨酯树脂由改性环糊精包合物、多元醇、异氰酸酯制备得到，所述改性环糊精包合物是由改性环糊精包合抗菌剂得到。该聚氨酯涂料抗菌性能优异、持久，应用领域广。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯涂料及其制备技术领域，具体涉及一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
1937年，德国化学家Otto Bayer利用异氰酸酯和羟基化合物通过加成聚合反应合成了线形、支化或交联型聚合物，标志着聚氨酯的开发成功。我国的聚氨酯工业起始于20世纪50 年代末，目前中国聚氨酯工业已具有相当的规模。聚氨酯是由异氰酸酯作为固化剂，与含有活性羟基的化合物反应得到，含有活性羟基的化合物大多为醇类化合物，通过不同种类的原料选择和反应条件的控制，可以制备出各种性能和结构的产品。聚氨酯除去主链上含有许多氨基甲酸酯基团外，还可以含有醚、酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团，因此大分子间很容易生成氢键，使得聚氨酯具有非常优异的力学性能。聚氨酯的力学性能具有很大的可调性，通过控制结晶的硬段和不结晶的软段之间的比例，聚氨酯可以获得不同的力学性能，因此其制品具有耐磨、耐高温、加工性能好等有点。由于聚氨酯具有上述诸多优点，其应用范围也非常广，在轻工业中大量用于制造涂料、塑料、橡胶、纤维、泡沫材料和粘合剂等。
然而，随着人们生活水平的不断提高、聚氨酯材料的应用越来越广泛，对于聚氨酯性能多样化的要求也越来越高。上述聚氨酯树脂的应用领域，无论是涂料、塑料、橡胶、纤维、泡沫材料、还是粘合剂，都与人体接触频率非常高的，对于聚氨酯材料的抗菌性能提出了一定的要求。现有的方法通常是将聚氨酯作为原料，在应用于制造涂料、塑料、橡胶、纤维、泡沫材料和粘合剂等产品时，添加外加的抗菌剂，进而实现最终产品的抗菌性。然而这种抗菌性能非常不稳定，很容易受到外部环境的影响而导致抗菌性能的下降，并且由于抗菌剂的快速流失，产品的抗菌性能也大打折扣。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法。该聚氨酯涂料抗菌性能优异、持久，应用领域广。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是:提供一种持久抗菌型聚氨酯涂料，其主要包含如下组分:改性聚氨酯树脂、颜填料、助剂、第一溶剂，其中所述改性聚氨酯树脂由改性环糊精包合物、多元醇、异氰酸酯制备得到，所述改性环糊精包合物是由改性环糊精包合抗菌剂得到。
优选地，所述的环糊精为β-环糊精。
优选地，所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，其数均分子量为1000-5000。
进一步优选地，所述多元醇的数均分子量为1500-1800。
优选地，所述的异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，具体包括己二异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述改性环糊精包合物由如下方法制备得到:
(1)称取配方量环糊精，将其溶于热碱性溶液中，配制成环糊精溶液备用；
(2)称取配方量的抗菌剂，将其溶解在100倍质量份的乙醇中，低速搅拌得到抗菌剂的乙醇溶液；
(3)将抗菌剂的乙醇溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，于60-70℃水浴加热4-6小时，并搅拌均匀，旋蒸后，除去溶剂，烘干既得所述改性环糊精包合物。
优选地，所述改性聚氨酯树脂由如下方法制备得到:
(1)将异氰酸酯溶解于第二溶剂中，在氮气保护下，缓慢向其中加入改性环糊精包合物，于50-60℃下加热搅拌，得到聚氨酯预聚体；其中异氰酸酯中的-NCO基团和改性环糊精包合物中的-OH的摩尔比为1:3-5；
(2)在聚氨酯预聚体中，添加多元醇和足量的异氰酸酯，在80-90℃下加热搅拌，至反应完全，既得所述改性聚氨酯树脂。
优选地，所述第二溶剂为混合溶剂。
进一步优选地，所述第二溶剂的溶解度参数大于8。
优选地，改性聚氨酯树脂中，改性环糊精包合物中的环糊精:多元醇:异氰酸酯的摩尔比为 1-2:2-4:6-8。
本发明还提供了上述持久抗菌型聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤:
(1)制备改性环糊精包合物:称取配方量环糊精，将其溶于热碱性溶液中，配制成环糊精溶液备用；称取配方量的抗菌剂，将其溶解在100倍质量份的乙醇中，低速搅拌得到抗菌剂的乙醇溶液；将抗菌剂的乙醇溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，于60-70℃水浴加热4-6小时，并搅拌均匀，旋蒸后，除去溶剂，烘干既得所述改性环糊精包合物‘
(2)制备改性聚氨酯树脂:将异氰酸酯溶解于第二溶剂中，在氮气保护下，缓慢向其中加入步骤(1)所得改性环糊精包合物，于50-60℃下加热搅拌，得到聚氨酯预聚体；其中异氰酸酯中的-NCO基团和改性环糊精包合物中的-OH的摩尔比为1:3-5；在聚氨酯预聚体中，添加多元醇和足量的异氰酸酯，在80-90℃下加热搅拌，至反应完全，既得所述改性聚氨酯树脂；
(3)将步骤(2)所得改性聚氨酯树脂与颜填料、助剂按照配方量溶于第一溶剂中，得到持久抗菌型聚氨酯涂料。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是:
1、在改性聚氨酯的制备过程中，改性环糊精包合物中的环糊精包合了抗菌剂，对其起到了保护作用，防止抗菌剂在制备过程中失活或流失，使抗菌剂在使用过程中可以通过缓慢释放来实现持久的抗菌效果。
2、在制备改性聚氨酯时，当混合溶剂的溶解度参数小于8时，会导致抗菌剂从环糊精包合物中加速释放，导致改性环糊精包合物中有效抗菌剂含量偏低；而本发明采用了溶解度参数大于8的混合溶剂，这样可以抑制抗菌剂从环糊精包合物中释放出来，进而确保了环糊精包合物具有较高的抗菌剂含量，由于改性环糊精包合物中抗菌剂释放非常缓慢，可以实现持久抗菌效果。
3、环糊精可以与异氰酸酯单独反应制备得到聚氨酯，但本发明在制备过程中，预先制备了预聚体，其中异氰酸酯和改性环糊精包合物的摩尔比为1:3-5，异氰酸酯的用量较少，不能完全反应，而随后添加了多元醇和足量的异氰酸酯，确保环糊精链段和多元醇链段的交替存在，进而调控改性环糊精包合物中抗菌剂的释放效率，在确保抗菌剂的杀菌效果基础上，尽量延长其抗菌时间。
4、合适的多元醇数均分子量的选择，使其在确保抗菌剂的杀菌效果基础上，得到了最持久的抗菌时间。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
(1)制备改性环糊精包合物
称取0.02molβ-环糊精，将其溶于100ml浓度为0.5mol/L的热氢氧化钠溶液中，配制成环糊精溶液备用；称取1.5g的抗菌剂，将其溶解在100倍质量份的乙醇中，低速搅拌得到抗菌剂的乙醇溶液；将抗菌剂的乙醇溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，于60-70℃水浴加热4-6小时，并搅拌均匀，旋蒸后，除去溶剂，烘干既得所述改性环糊精包合物。
(2)制备改性聚氨酯树脂:
将异氰酸酯溶解于溶剂(溶解度参数为8的混合溶剂)中，在氮气保护下，缓慢向其中加入步骤(1)所得改性环糊精包合物，加入的异氰酸酯的-NCO基团和改性环糊精包合物中的-OH的摩尔比为1:3，于50-60℃下加热搅拌，得到聚氨酯预聚体；在聚氨酯预聚体中，按照环糊精:多元醇:异氰酸酯摩尔比为1:2:6添加数均分子量为1500的多元醇和余量的异氰酸酯，在80-90℃下加热搅拌，至反应完全，既得所述改性聚氨酯树脂；
(3)将步骤(2)所得改性聚氨酯树脂与颜填料、助剂按照质量85:8:7溶于溶解度参数为8溶剂中，得到持久抗菌型聚氨酯涂料。
将所得涂料涂敷于聚丙烯片材，再将所得片材放置于恒温恒湿箱中，参照国标QB/T2591-2003分别测试放置天数为1天、7天、30天时，片材的抗菌性能，其抗菌率计算方法如下:
R＝(B-C)/B*100
其中，R为抗菌率(％)；B为空白对照样品平均回收菌数(cfu/片)；C为抗菌涂料样品平均回收菌数(cfu/片)。
实施例2
多元醇的数均分子量为1000，其他配方同实施例1。
实施例3
多元醇的数均分子量为1800，其他配方同实施例1。
实施例4
多元醇的数均分子量为2000，其他配方同实施例1。
实施例5
多元醇的数均分子量为3000，其他配方同实施例1。
实施例6
多元醇的数均分子量为5000，其他配方同实施例1。
表1.放置天数为1天时，实施例1-5的抗菌率
| 抗菌率(％) | 金黄色葡萄球菌 | 大肠埃希氏菌 |
| 实施例1 | 98.8 | 98.5 |
| 实施例2 | 96.5 | 96.5 |
| 实施例3 | 99.4 | 99.0 |
| 实施例4 | 98.0 | 97.6 |
| 实施例5 | 96.7 | 96.2 |
| 实施例6 | 95.4 | 95.3 |
从上表可以看出，多元醇数均分子量在1000-5000之间，均有较为优异的抗菌性能，尤其是数均分子量在1500-1800之间时，抗菌性能相对于其他几组实施例更为优异。这可能是因为当多元醇的数均分子量较低时，环糊精的羟基与异氰酸酯的反应更多，环糊精链段之间的存在相互阻碍的作用，导致抗菌剂的释放效率有所降低。而当多元醇的数均分子量较高时，等量的改性聚氨酯涂料中，改性环糊精包合物的所占的比例有所降低，其整体包合的抗菌量也相应的降低，呈现出来的抗菌性能也相应的降低。
实施例7
步骤(2)中混合溶剂的溶解度参数为10，其他配方同实施例1。
实施例8
步骤(2)中混合溶剂的溶解度参数为6，其他配方同实施例1。
实施例9
步骤(2)中混合溶剂的溶解度参数为4，其他配方同实施例1。
实施例10
步骤(2)中混合溶剂的溶解度参数为2，其他配方同实施例1。
表2.放置天数为1天时，实施例1、6-9的抗菌率
| 抗菌率(％) | 金黄色葡萄球菌 | 大肠埃希氏菌 |
| 实施例1 | 98.8 | 98.5 |
| 实施例7 | 99.0 | 98.9 |
| 实施例8 | 97.2 | 97.0 |
| 实施例9 | 96.3 | 96.1 |
| 实施例10 | 95.6 | 95.3 |
上述检测结果可以看出，在制备改性聚氨酯的过程中，溶解异氰酸酯所采用的混合溶剂的溶解度参数对抗菌性能也有一定的影响。当混合溶剂的溶解度参数大于8时，抗菌性能较好；当混合溶剂的溶解度参数小于8时，抗菌性能减弱。这可能是因为，在制备改性聚氨酯时，当混合溶剂的溶解度参数小于8时，抗菌剂从环糊精包合物中加速释放，导致改性环糊精包合物中有效抗菌剂含量偏低；而当采用了溶解度参数大于8的混合溶剂，可以抑制抗菌剂从环糊精包合物中释放出来，进而确保了环糊精包合物具有较高的抗菌剂含量，由于改性环糊精包合物中抗菌剂释放非常缓慢，可以实现持久抗菌效果。
表3.实施例1、2、6、7、10对金黄色葡萄球菌的抗菌率随时间的变化
上述检测结果可以看出，由于改性环糊精包合物具有缓释性能，其能够持续缓慢的释放抗菌剂，保证在较长时间内维持良好的抗菌性能。尤其是实施例1和7，由于选择了合适数均分子量的多元醇和溶解度参数的混合溶剂，二者在30天的抗菌性能与1天的抗菌性能差别不大，显示出长时间持续高效的抗菌性能。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于，其主要包含如下组分:改性聚氨酯树脂、颜填料、助剂、第一溶剂，其中所述改性聚氨酯树脂由改性环糊精包合物、多元醇、异氰酸酯制备得到，所述改性环糊精包合物是由改性环糊精包合抗菌剂得到。
2.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述的环糊精为β-环糊精。
3.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，其数均分子量为1000-5000。
4.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述多元醇的数均分子量为1500-1800。
5.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述的异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，具体包括己二异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述改性环糊精包合物由如下方法制备得到:
(1)称取配方量环糊精，将其溶于热碱性溶液中，配制成环糊精溶液备用；
(2)称取配方量的抗菌剂，将其溶解在100倍质量份的乙醇中，低速搅拌得到抗菌剂的乙醇溶液；
(3)将抗菌剂的乙醇溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，于60-70℃水浴加热4-6小时，并搅拌均匀，旋蒸后，除去溶剂，烘干既得所述改性环糊精包合物。
7.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述改性聚氨酯树脂由如下方法制备得到:
(1)将异氰酸酯溶解于第二溶剂中，在氮气保护下，缓慢向其中加入改性环糊精包合物，于50-60℃下加热搅拌，得到聚氨酯预聚体，其中异氰酸酯中的-NCO基团和改性环糊精包合物中的-OH的摩尔比为1:3-5；
(2)在聚氨酯预聚体中，添加多元醇和足量的异氰酸酯，在80-90℃下加热搅拌，至反应完全，既得所述改性聚氨酯树脂。
8.根据权利要求7所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:所述第二溶剂为混合溶剂，溶解度参数大于8。
9.根据权利要求1所述的持久抗菌型聚氨酯涂料，其特征在于:改性聚氨酯树脂中环糊精:多元醇:异氰酸酯的摩尔比为1-2:2-4:6-8。
10.权利要求1～9所述的持久抗菌型聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)制备改性环糊精包合物:称取配方量环糊精，将其溶于热碱性溶液中，配制成环糊精溶液备用；称取配方量的抗菌剂，将其溶解在100倍质量份的乙醇中，低速搅拌得到抗菌剂的乙醇溶液；将抗菌剂的乙醇溶液缓慢滴加到环糊精溶液中，于60-70℃水浴加热4-6小时，并搅拌均匀，旋蒸后，除去溶剂，烘干既得所述改性环糊精包合物；
(2)制备改性聚氨酯树脂:将异氰酸酯溶解于第二溶剂中，在氮气保护下，缓慢向其中加入步骤(1)所得改性环糊精包合物，其中异氰酸酯中的-NCO基团和改性环糊精包合物中的-OH的摩尔比为1:3-5，于50-60℃下加热搅拌，得到聚氨酯预聚体；在聚氨酯预聚体中，添加多元醇和足量的异氰酸酯，在80-90℃下加热搅拌，至反应完全，既得所述改性聚氨酯树脂；
(3)制备持久抗菌型聚氨酯涂料:将步骤(2)所得改性聚氨酯树脂与颜填料、助剂按照配方量溶于第一溶剂中，得到持久抗菌型聚氨酯涂料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810952901.9A CN109096904B (zh) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | 一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810952901.9A CN109096904B (zh) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | 一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109096904A true CN109096904A (zh) | 2018-12-28 |
| CN109096904B CN109096904B (zh) | 2020-11-03 |
Family
ID=64850463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810952901.9A Active CN109096904B (zh) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | 一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109096904B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110373067A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-25 | 安徽省通信产业服务有限公司 | 一种抗氧化电缆绝缘保护涂层及其制备方法 |
| CN112608670A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-06 | 韩旭 | 一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法 |
| CN117065585A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-17 | 苏州苏瑞膜纳米科技有限公司 | 一种带隧道结构基膜的大通量复合纳滤膜的制备方法和纳滤膜 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101641474A (zh) * | 2006-11-24 | 2010-02-03 | 诺瓦潘萨克股份公司 | 具有抗菌和/或吸臭涂层的膜材料和卫生制品 |
| CN108384428A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-10 | 唐山德生科技有限公司 | 一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法 |
-
2018
- 2018-08-21 CN CN201810952901.9A patent/CN109096904B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101641474A (zh) * | 2006-11-24 | 2010-02-03 | 诺瓦潘萨克股份公司 | 具有抗菌和/或吸臭涂层的膜材料和卫生制品 |
| CN108384428A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-10 | 唐山德生科技有限公司 | 一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110373067A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-25 | 安徽省通信产业服务有限公司 | 一种抗氧化电缆绝缘保护涂层及其制备方法 |
| CN112608670A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-06 | 韩旭 | 一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法 |
| CN117065585A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-17 | 苏州苏瑞膜纳米科技有限公司 | 一种带隧道结构基膜的大通量复合纳滤膜的制备方法和纳滤膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109096904B (zh) | 2020-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109096905A (zh) | 一种持久抗菌型改性聚氨酯及其制备方法 | |
| EP0052915B1 (en) | Breathable, non-porous polyurethane film | |
| EP0103323B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von stabilisierten Polyisocyanaten, stabilisierte Polyisocyanate retardierter Reaktivität und ihre Verwendung zur Polyurethanherstellung | |
| US6258917B1 (en) | Extrudable thermoplastic elastomeric urea-extended polyurethane | |
| US3483167A (en) | Viscosity control in the chain extension of linear polyurethanes using a combination of chain extenders and a chain-stopper | |
| CN109096904A (zh) | 一种持久抗菌型聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| EP0171015B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von stabilisierten Polyaminen, stabilisierte Polyamine retardierter Reaktivität und ihre Verwendung zur Polyurethanherstellung | |
| CN111116859B (zh) | 一种抗菌改性水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN113930150B (zh) | 具有双重抗菌功能的水性聚合物基皮革涂饰剂的制备方法 | |
| CN113088154B (zh) | 一种含胍基抗菌防霉水性聚氨酯皮革涂饰材料的制备方法 | |
| EP2274352B1 (en) | Aqueous dispersions of cationic film-forming polyurethanes | |
| CN108299613B (zh) | 一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN108299614B (zh) | 一种抗菌型阳离子水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN1283855C (zh) | 一种形状记忆纤维及其制备方法 | |
| KR20200008999A (ko) | 반응성 자외선 흡수제 및 이의 적용 | |
| CN111019078B (zh) | 一种水性聚氨酯固化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110294828A (zh) | 一种水性聚氨酯及其制备方法与应用 | |
| JPH10140002A (ja) | 生分解性で堆肥化可能な成形体 | |
| CN111892693A (zh) | 一种抗菌抗病毒的阳离子水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| EP0204141A2 (de) | Verwendung von harnstoff- und/oder biuretgruppen aufweisendenpolyisocyanat-zubereitungen als isocyanat komponente bei der herstellung von kunststoffen nach dem verfahren der reaktionsspritzgusstechnik | |
| EP0162364B1 (de) | Verfahren zur Hertellung desaktivierter Suspensionen von feinteiligen Polyisocyanaten in höhermolekularen Verbindungen, desaktivierte Suspensionen und ihre Verwendung zur Polyurethanherstellung | |
| CN114479746B (zh) | 用于粘结软木颗粒的抗菌聚氨酯胶粘剂的制备方法、胶粘剂及其应用 | |
| DE1022788B (de) | Verfahren zur Herstellung hochmolekularer vernetzter Kunststoffe | |
| CN111909342B (zh) | 一种抗菌水性聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| EP3568423A1 (de) | Lösemittelarme beschichtungssysteme für textilien |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 266061 Shandong Province, Qingdao city Laoshan District Songling Road No. 99 Applicant after: Qingdao University Of Science And Technology Address before: 261500 No. 1 West Tan Street, Weifang, Shandong, Gaomi City Applicant before: Qingdao University Of Science And Technology |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |