CN109575227A - 环保型抗菌阻燃pu树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型抗菌阻燃PU树脂。所述环保型抗菌阻燃PU树脂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇80‑90份、锂辉石粉2‑5份、膨润土10‑20份、二甲基硅油1‑3份、1,4‑丁二醇2‑5份、胺催化剂0.03‑0.1份、抗氧剂0.4‑1份、水3‑5份、碳酸镁5‑10份、甘油三醋酸酯2‑4份、异锌酸钾0.5‑2份、阻燃添加剂2‑8份、乙烯基三甲氧基硅烷2‑3份、异氰酸酯30‑40份。与现有技术相比，本发明的环保型抗菌阻燃PU树脂，所使用的原料不含有害物质，对人体无危害，绿色环保，具有抗菌抑菌、高强抗震、阻燃、低烟无毒、无甲醛、耐水耐潮、耐腐蚀、耐高温绝缘、轻质、安装快捷、防老化以及耐磨损等特点，无污染安全又环保。

Description

环保型抗菌阻燃PU树脂
技术领域
本发明涉及一种环保型抗菌阻燃PU树脂。
背景技术
聚氨酯(polyurethane，PU)作为一种新兴的皮革涂饰材料，已经在制革整饰领域里应用开来，并越发受到人们的重视，特别是水性聚氨配涂饰剂。聚氨酯又称聚氨酯基甲酸酯，它是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物的总称。PU所成薄膜柔软平滑，光泽宜人，并具有耐摩擦、耐曲折、耐老化、耐热、耐寒及抗溶剂等优良性能，是皮单涂饰刊最理想的成膜物质之一。
目前国内合成PU革生产过程中，当溶剂型PU树脂作为生产革品的基本原料时，所述PU树脂通过甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂进行溶剂聚合法制得，其中DMF、丁酮等有毒溶剂对操作人员身体有很大危害，严重污染环境，尤其是成品PU革中DMF的含量难以达到欧洲环保检测标准。
本发明提供一种环保型抗菌阻燃PU树脂，所使用的原料不含有害物质，对人体无危害，绿色环保，具有高强抗震、阻燃、低烟无毒、无甲醛、耐水耐潮、耐腐蚀、耐高温绝缘、轻质、安装快捷、防老化以及耐磨损等特点，无污染安全又环保。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种环保型抗菌阻燃PU树脂，具有阻燃，无毒，吸震，耐磨损，防撞等效果。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种环保型抗菌阻燃PU树脂，包括以下原料：聚醚多元醇、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、胺催化剂、抗氧剂、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷、异氰酸酯。
本发明一实施例中，一种环保型抗菌阻燃PU树脂，所述原料还包括锂辉石粉。
优选的，所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇80-90份、锂辉石粉2-5份、膨润土10-20份、二甲基硅油1-3份、1,4-丁二醇2-5份、胺催化剂0.03-0.1份、抗氧剂0.4-1份、水3-5份、碳酸镁5-10份、甘油三醋酸酯2-4份、异锌酸钾0.5-2份、阻燃添加剂2-8份、乙烯基三甲氧基硅烷2-3份、异氰酸酯30-40份。
所述胺催化剂为三乙醇胺或四甲基亚乙基二胺。
所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基磷酸二乙酯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二(1,1-甲基乙基)苯酚中的至少一种；优选地，所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰、改性次磷酸铝按质量比为1：(1-2)的混合物。
所述异氰酸酯为1,4-环己烷二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯。
所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰、改性次磷酸铝中的至少一种。
所述改性次磷酸锰的制备方法为：将36-44L水和4-9kg次磷酸锰在转速为100-400r/min搅拌下加入1-3kg硼酸、50-150g十二烷基苯磺酸钠搅拌20-40min，再加入1-2kg六苯氧基环三磷腈、100-300g 2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪在转速为100-400r/min搅拌下升温至65-85℃，最后加入200-500g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至90-98℃超声处理3-7h，离心分离，弃上清液将沉淀烘干，即得。
一种环保型抗菌阻燃PU树脂的制备方法：按重量份称取原料，将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为200～400r/min搅拌20～40min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为600～1000r/min搅拌20～50s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。本发明的有益效果是：
本发明的环保型抗菌阻燃PU树脂，所使用的原料不含有害物质，对人体无危害，绿色环保，具有抗菌抑菌、高强抗震、阻燃、低烟无毒、无甲醛、耐水耐潮、耐腐蚀、耐高温绝缘、轻质、安装快捷、防老化以及耐磨损等特点，无污染安全又环保。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
使用材料介绍如下：乙烯基三甲氧基硅烷CAS号：2768-02-7。硼酸，CAS号：10043-35-3。十二烷基苯磺酸钠，CAS号：25155-30-0。六苯氧基环三磷腈，CAS号：1184-10-7。次磷酸锰，CAS号：10043-84-2，粒径为300目。(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷，CAS号：20723-29-9。2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，CAS号：3140-75-8。改性次磷酸铝按照申请号为201410753505.5的中国专利中实施例5所示方法制备。三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯，CAS号：36443-68-2。人造皮革为义乌市丽薇皮革有限公司提供的PU革，厚度为1.8mm。1,4-环己烷二异氰酸酯，CAS号：2556-36-7。三乙醇胺，CAS号：102-71-6。聚醚多元醇为山东蓝星东大化工有限责任公司提供的牌号为DEP-5631ED的聚醚多元醇，羟值为54.5-57.5mgKOH/g。锂辉石粉为郑州市金火高温材料有限公司提供的325目锂辉石粉。膨润土为灵寿县昌广源矿业加工厂提供的325目钙基膨润土。二甲基硅油为广州吉必盛科技实业有限公司提供的型号为KM-1000的二甲基硅油。1,4-丁二醇，CAS号：110-63-4。碳酸镁为石家庄宏达锌业有限公司提供的325目轻质碳酸镁，产品等级为工业级。甘油三醋酸酯，CAS号：122-32-7。异锌酸钾，CAS号：3164-85-0。
实施例1
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、锂辉石粉3份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。
所述阻燃添加剂为次磷酸锰。
实施例2
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。
所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰。
所述改性次磷酸锰的制备方法为：在带有搅拌桨和回流装置的50L四口烧瓶中，加入40L水和6kg次磷酸锰，在转速为300r/min搅拌下加入2kg硼酸、100g十二烷基苯磺酸钠搅拌30min，再加入1.5kg六苯氧基环三磷腈、200g 2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪在转速为300r/min搅拌下升温至75℃，最后加入300g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至95℃在超声功率为400W、超声频率为35kHz下超声处理5h，然后以转速为6000r/min离心分离30min，弃上清液将沉淀在温度为80℃烘干36h，即得改性次磷酸锰。
实施例3
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、锂辉石粉3份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。
所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰。
所述改性次磷酸锰的制备方法为：在带有搅拌桨和回流装置的50L四口烧瓶中，加入40L水和6kg次磷酸锰，在转速为300r/min搅拌下加入2kg硼酸、100g十二烷基苯磺酸钠搅拌30min，再加入1.5kg六苯氧基环三磷腈、200g 2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪在转速为300r/min搅拌下升温至75℃，最后加入300g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至95℃在超声功率为400W、超声频率为35kHz下超声处理5h，然后以转速为6000r/min离心分离30min，弃上清液将沉淀在温度为80℃烘干36h，即得改性次磷酸锰。
实施例4
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、锂辉石粉3份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。
所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰。
所述改性次磷酸锰的制备方法为：在带有搅拌桨和回流装置的50L四口烧瓶中，加入40L水和6kg次磷酸锰，在转速为300r/min搅拌下加入2kg硼酸、100g十二烷基苯磺酸钠搅拌30min，再加入1.5kg六苯氧基环三磷腈在转速为300r/min搅拌下升温至75℃，最后加入300g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至95℃在超声功率为400W、超声频率为35kHz下超声处理5h，然后以转速为6000r/min离心分离30min，弃上清液将沉淀在温度为80℃烘干36h，即得改性次磷酸锰。
实施例5
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、锂辉石粉3份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。所述阻燃添加剂为改性次磷酸铝。
实施例6
环保型抗菌阻燃PU树脂由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇85份、锂辉石粉3份、膨润土15份、二甲基硅油1.5份、1,4-丁二醇3份、三乙醇胺0.05份、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯0.6份、水4份、碳酸镁8份、甘油三醋酸酯3份、异锌酸钾1份、阻燃添加剂5份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、1,4-环己烷二异氰酸酯35份；按重量份将聚醚多元醇、锂辉石粉、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合，再加入1,4-环己烷二异氰酸酯以转速为900r/min搅拌30s，得到环保型抗菌阻燃PU树脂。
所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰、改性次磷酸铝按质量比为1：1的混合物。
所述改性次磷酸锰的制备方法为：在带有搅拌桨和回流装置的50L四口烧瓶中，加入40L水和6kg次磷酸锰，在转速为300r/min搅拌下加入2kg硼酸、100g十二烷基苯磺酸钠搅拌30min，再加入1.5kg六苯氧基环三磷腈、200g 2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪在转速为300r/min搅拌下升温至75℃，最后加入300g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至95℃在超声功率为400W、超声频率为35kHz下超声处理5h，然后以转速为6000r/min离心分离30min，弃上清液将沉淀在温度为80℃烘干36h，即得改性次磷酸锰。
测试例1
将实施例1-6的环保型抗菌阻燃PU树脂浇筑在厚度1.5cm的模具中，在80℃熟化5min，再在温度为95℃熟化5h；冷却至室温20℃，得到阻燃抗菌PU层，对PU层性能进行测试。具体结果见表1。
PU层抗菌性能测试：参照GB/T 31402-2015检测，大肠杆菌ATCC 25922。PU层极限氧指数按照GB/T2406.2-2009的方法进行测试。PU层压缩强度按照GB/T 8813-2008方法进行测试。
表1：测试结果表
本发明不局限于具体实施例，只要在本发明的发明宗旨下的任何形式的变化均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于，包括以下原料：聚醚多元醇、膨润土、二甲基硅油、1,4-丁二醇、胺催化剂、抗氧剂、水、碳酸镁、甘油三醋酸酯、异锌酸钾、阻燃添加剂、乙烯基三甲氧基硅烷、异氰酸酯。
2.如权利要求1所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述原料还包括锂辉石粉。
3.如权利要求2所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇80-90份、锂辉石粉2-5份、膨润土10-20份、二甲基硅油1-3份、1,4-丁二醇2-5份、胺催化剂0.03-0.1份、抗氧剂0.4-1份、水3-5份、碳酸镁5-10份、甘油三醋酸酯2-4份、异锌酸钾0.5-2份、阻燃添加剂2-8份、乙烯基三甲氧基硅烷2-3份、异氰酸酯30-40份。
4.如权利要求1或2或3所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述胺催化剂为三乙醇胺或四甲基亚乙基二胺。
5.如权利要求1或2或3所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基磷酸二乙酯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二(1,1-甲基乙基)苯酚中的至少一种。
6.如权利要求1或2或3所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述异氰酸酯为1,4-环己烷二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯。
7.如权利要求1或2或3所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述阻燃添加剂为改性次磷酸锰、改性次磷酸铝中的至少一种。
8.如权利要求7所述的环保型抗菌阻燃PU树脂，其特征在于：所述改性次磷酸锰的制备方法为：将36-44L水和4-9kg次磷酸锰在转速为100-400r/min搅拌下加入1-3kg硼酸、50-150g十二烷基苯磺酸钠搅拌20-40min，再加入1-2kg六苯氧基环三磷腈、100-300g 2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪在转速为100-400r/min搅拌下升温至65-85℃，最后加入200-500g(3-氨丙基)二乙氧基乙基硅烷升温至90-98℃超声处理3-7h，离心分离，弃上清液将沉淀烘干，即得。
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