CN109679066A - 一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法 - Google Patents

一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法，制备的自行车座材料具有较好的力学性能，同时其抗紫外线效果和抗菌效果均得到显著提高。将纳米二氧化钛经过焙烧、超声盐酸处理，可使其表面羧基化，接着利用2‑氯苯基氨基乙酸对其进行改性，可以通过氨基与羧基之间的反应形成交联，在纳米二氧化钛表面接枝2‑氯苯基氨基乙酸，不仅改善了纳米二氧化钛的团聚性能，提高其分散性，同时，2‑氯苯基氨基乙酸可以与二异氰酸酯和聚酯多元醇形成网络交联，将纳米二氧化钛引入到聚氨酯网络中，大大提高了目标产物的抗拉伸强度等力学性能，同时，2‑氯苯基氨基乙酸与纳米二氧化钛相互协同促进，强化了目标材料杀菌的效果。

Description

一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法
技术领域
本发明属于技术领域，尤其是一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法。
背景技术
人造革是一种外观、手感似皮革并可代替其使用的塑料制品。通常以织物为底基，涂覆合成树脂及各种塑料添加制成。主要有PVC人造革、PU人造革和PU合成革三类。而自行车座则多采用PU合成革材料。
在实际的应用中，自行车座常常因为停放在室外，受室外细菌和紫外光的侵蚀，极容易出现破损、开裂、粉化的现象，严重缩短了其使用寿命。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种杀菌防紫外自行车座材料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种杀菌防紫外自行车座材料，由聚氨酯浆料在基布上涂布制成，其特征在于，所述聚氨酯浆料由以下重量份的原料制成：
纳米二氧化钛10-15，盐酸溶液50-60，二异氰酸酯40-60，聚酯多元醇30-45，有机锡类催化剂0.5-1，抗氧化剂3-4，2-氯苯基氨基乙酸2-5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛在80-90℃下球磨20-30min，至粒径为10-150nm，放入管式炉中，通入氮气，在200-220℃下焙烧1-2h，然后加入到1-3℃的质量分数为5-8%的盐酸溶液中淬冷10-20min，并辅以超声操作，接着边超声边以3-5℃/min的速率将盐酸溶液加热至50-55℃后，继续超声20-30min，冷却，去离子水洗涤3-5次后，在120-123℃下烘干；
（2）将步骤（1）所得纳米二氧化钛进行改性处理操作，得到改性纳米二氧化钛浆料；
（3）将二异氰酸酯、聚酯多元醇溶解与丙酮中，并转入四口烧瓶中，在氮气保护下升温至60-64℃，然后加入有机锡类催化剂，在200-220rpm下反应1-2h，然后加入步骤（2）所得浆料，升温至75-80℃，继续搅拌反应3-4h，最后加入抗氧化剂，搅拌10-20min，即可。
进一步的，步骤（1）所述超声操作条件为120-150Hz。
进一步的，步骤（2）所述改性纳米二氧化钛浆料的制备方法为：将步骤（1）所得纳米二氧化钛加入到其30-50倍体积的丙酮中，转移至高速分散机中，在2000-2100rpm下高速分散3-5min，得到浆料，将所得浆料转入带有冷凝管的四口烧瓶中，通入氮气，加入2-氯苯基氨基乙酸，在50-80℃、150-240rpm下反应5-8h，然后冷却，得到改性纳米二氧化钛浆料。
进一步的，步骤（3）所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
进一步的，步骤（3）所述聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
进一步的，步骤（3）所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡。
进一步的，步骤（3）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
本发明的有益效果：本发明制备的自行车座材料具有较好的力学性能，同时其抗紫外线效果和抗菌效果均得到显著提高。将纳米二氧化钛经过焙烧、超声盐酸处理，可使其表面羧基化，接着利用2-氯苯基氨基乙酸对其进行改性，可以通过氨基与羧基之间的反应形成交联，在纳米二氧化钛表面接枝2-氯苯基氨基乙酸，不仅改善了纳米二氧化钛的团聚性能，提高其分散性，同时，2-氯苯基氨基乙酸可以与二异氰酸酯和聚酯多元醇形成网络交联，将纳米二氧化钛引入到聚氨酯网络中，大大提高了目标产物的抗拉伸强度等力学性能，同时，2-氯苯基氨基乙酸与纳米二氧化钛相互协同促进，强化了目标材料杀菌的效果，同时使其抗紫外线效果良好，应用在自行车座材料中，可以防止其因暴晒而造成的车座开裂脱皮等问题，延长其使用寿命。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种杀菌防紫外自行车座材料，由聚氨酯浆料在基布上涂布制成，其特征在于，所述聚氨酯浆料由以下重量份的原料制成：
纳米二氧化钛10，盐酸溶液50，二异氰酸酯40，聚酯多元醇30，有机锡类催化剂0.5，抗氧化剂3，2-氯苯基氨基乙酸2。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛在80℃下球磨20min，至粒径为10nm，放入管式炉中，通入氮气，在200℃下焙烧1h，然后加入到1℃的质量分数为5%的盐酸溶液中淬冷10min，并辅以超声操作，接着边超声边以3℃/min的速率将盐酸溶液加热至50℃后，继续超声20min，冷却，去离子水洗涤3次后，在120℃下烘干；
（2）将步骤（1）所得纳米二氧化钛进行改性处理操作，得到改性纳米二氧化钛浆料；
（3）将二异氰酸酯、聚酯多元醇溶解与丙酮中，并转入四口烧瓶中，在氮气保护下升温至60℃，然后加入有机锡类催化剂，在200rpm下反应1h，然后加入步骤（2）所得浆料，升温至75℃，继续搅拌反应3h，最后加入抗氧化剂，搅拌10min，即可。
进一步的，步骤（1）所述超声操作条件为120Hz。
进一步的，步骤（2）所述改性纳米二氧化钛浆料的制备方法为：将步骤（1）所得纳米二氧化钛加入到其30倍体积的丙酮中，转移至高速分散机中，在2000rpm下高速分散3min，得到浆料，将所得浆料转入带有冷凝管的四口烧瓶中，通入氮气，加入2-氯苯基氨基乙酸，在50℃、150rpm下反应5h，然后冷却，得到改性纳米二氧化钛浆料。
进一步的，步骤（3）所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
进一步的，步骤（3）所述聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
进一步的，步骤（3）所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡。
进一步的，步骤（3）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
实施例2
一种杀菌防紫外自行车座材料，由聚氨酯浆料在基布上涂布制成，其特征在于，所述聚氨酯浆料由以下重量份的原料制成：
纳米二氧化钛12，盐酸溶液55，二异氰酸酯50，聚酯多元醇40，有机锡类催化剂0.7，抗氧化剂4，2-氯苯基氨基乙酸3。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛在85℃下球磨25min，至粒径为100nm，放入管式炉中，通入氮气，在210℃下焙烧2h，然后加入到2℃的质量分数为7%的盐酸溶液中淬冷15min，并辅以超声操作，接着边超声边以4℃/min的速率将盐酸溶液加热至52℃后，继续超声25min，冷却，去离子水洗涤4次后，在121℃下烘干；
（2）将步骤（1）所得纳米二氧化钛进行改性处理操作，得到改性纳米二氧化钛浆料；
（3）将二异氰酸酯、聚酯多元醇溶解与丙酮中，并转入四口烧瓶中，在氮气保护下升温至62℃，然后加入有机锡类催化剂，在210rpm下反应2h，然后加入步骤（2）所得浆料，升温至77℃，继续搅拌反应4h，最后加入抗氧化剂，搅拌15min，即可。
进一步的，步骤（1）所述超声操作条件为130Hz。
进一步的，步骤（2）所述改性纳米二氧化钛浆料的制备方法为：将步骤（1）所得纳米二氧化钛加入到其40倍体积的丙酮中，转移至高速分散机中，在2050rpm下高速分散4min，得到浆料，将所得浆料转入带有冷凝管的四口烧瓶中，通入氮气，加入2-氯苯基氨基乙酸，在70℃、180rpm下反应7h，然后冷却，得到改性纳米二氧化钛浆料。
进一步的，步骤（3）所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
进一步的，步骤（3）所述聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
进一步的，步骤（3）所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡。
进一步的，步骤（3）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
实施例3
一种杀菌防紫外自行车座材料，由聚氨酯浆料在基布上涂布制成，其特征在于，所述聚氨酯浆料由以下重量份的原料制成：
纳米二氧化钛15，盐酸溶液60，二异氰酸酯60，聚酯多元醇45，有机锡类催化剂1，抗氧化剂4，2-氯苯基氨基乙酸5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛在90℃下球磨30min，至粒径为150nm，放入管式炉中，通入氮气，在220℃下焙烧2h，然后加入到3℃的质量分数为8%的盐酸溶液中淬冷20min，并辅以超声操作，接着边超声边以5℃/min的速率将盐酸溶液加热至55℃后，继续超声30min，冷却，去离子水洗涤5次后，在123℃下烘干；
（2）将步骤（1）所得纳米二氧化钛进行改性处理操作，得到改性纳米二氧化钛浆料；
（3）将二异氰酸酯、聚酯多元醇溶解与丙酮中，并转入四口烧瓶中，在氮气保护下升温至64℃，然后加入有机锡类催化剂，在220rpm下反应2h，然后加入步骤（2）所得浆料，升温至80℃，继续搅拌反应4h，最后加入抗氧化剂，搅拌20min，即可。
进一步的，步骤（1）所述超声操作条件为150Hz。
进一步的，步骤（2）所述改性纳米二氧化钛浆料的制备方法为：将步骤（1）所得纳米二氧化钛加入到其50倍体积的丙酮中，转移至高速分散机中，在2100rpm下高速分散5min，得到浆料，将所得浆料转入带有冷凝管的四口烧瓶中，通入氮气，加入2-氯苯基氨基乙酸，在80℃、240rpm下反应8h，然后冷却，得到改性纳米二氧化钛浆料。
进一步的，步骤（3）所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
进一步的，步骤（3）所述聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
进一步的，步骤（3）所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡。
进一步的，步骤（3）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）对纳米二氧化钛的处理操作，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（2）2-氯苯基氨基乙酸的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例2，省略了改性纳米二氧化钛浆料的加入，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：
根据QB/T 1646-2007标准，对各组实施例和对比实施例所得样品进行性能检测。其中防紫外线性能利用UV-3600型分光光度仪进行测试。
抗菌实验采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为实验对象进行测试。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制备的自行车座材料具有较好的力学性能，同时其抗紫外线效果和抗菌效果均得到显著提高。

Claims (8)

1.一种杀菌防紫外自行车座材料，由聚氨酯浆料在基布上涂布制成，其特征在于，所述聚氨酯浆料由以下重量份的原料制成：
纳米二氧化钛10-15，盐酸溶液50-60，二异氰酸酯40-60，聚酯多元醇30-45，有机锡类催化剂0.5-1，抗氧化剂3-4，2-氯苯基氨基乙酸2-5。
2.根据权利要求1所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛在80-90℃下球磨20-30min，至粒径为10-150nm，放入管式炉中，通入氮气，在200-220℃下焙烧1-2h，然后加入到1-3℃的质量分数为5-8%的盐酸溶液中淬冷10-20min，并辅以超声操作，接着边超声边以3-5℃/min的速率将盐酸溶液加热至50-55℃后，继续超声20-30min，冷却，去离子水洗涤3-5次后，在120-123℃下烘干；
（2）将步骤（1）所得纳米二氧化钛进行改性处理操作，得到改性纳米二氧化钛浆料；
（3）将二异氰酸酯、聚酯多元醇溶解与丙酮中，并转入四口烧瓶中，在氮气保护下升温至60-64℃，然后加入有机锡类催化剂，在200-220rpm下反应1-2h，然后加入步骤（2）所得浆料，升温至75-80℃，继续搅拌反应3-4h，最后加入抗氧化剂，搅拌10-20min，即可。
3.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（1）所述超声操作条件为120-150Hz。
4.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（2）所述改性纳米二氧化钛浆料的制备方法为：将步骤（1）所得纳米二氧化钛加入到其30-50倍体积的丙酮中，转移至高速分散机中，在2000-2100rpm下高速分散3-5min，得到浆料，将所得浆料转入带有冷凝管的四口烧瓶中，通入氮气，加入2-氯苯基氨基乙酸，在50-80℃、150-240rpm下反应5-8h，然后冷却，得到改性纳米二氧化钛浆料。
5.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（3）所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
6.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（3）所述聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
7.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（3）所述有机锡类催化剂为二丁基二月桂酸锡。
8.根据权利要求2所述的一种杀菌防紫外自行车座材料，其特征在于，步骤（3）所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
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