CN109778556A - 一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革及其制备方法，在不使用溶剂的条件下制备抗菌防霉制剂；将抗菌防霉制剂通过搅拌分散于水性聚氨酯乳液中制备成具有抗菌防霉功能的水性聚氨酯涂饰层，然后将其通过滚筒铺设在基布层上从而制备成合成革。本发明中，采用的抗菌防霉制剂在不使用有机溶剂的情况下能在水性聚氨酯中有较好分散性，从而增加了抗菌防霉剂在合成革中的耐析出性能，使制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革，具有较好的长效抗菌防霉效果，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及霉菌都具有杀灭和抑制作用，在一定程度上可以延长合成革的储存周期和使用寿命，且制备工艺简便，绿色环保，适合工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于水性聚氨酯技术领域，具体涉及一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革及其制备方法。
背景技术
在聚氨酯合成革制备工艺中，因聚氨酯分子链间存在着氢键使其分子间作用力较大。在聚合过程中，随着分子量的增加而体系的粘度增大，不利于聚氨酯合成革的工艺加工。在传统工艺中，通常采用有机溶剂如甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸和二甲基甲酰胺(DMF)等用来降低体系的粘度。而有机溶剂的使用，不仅危害员工的身体健康，也造成了一定程度的环境污染。有机溶剂本身易燃易爆，存在着火灾事故安全隐患。
随着人们环保意识的提高，对绿色健康产品的青睐，以及国家对污染性行业的限制和淘汰，以水为分散介质的聚氨酯乳液(WPU)来制备水性聚氨酯合成革必将走向一条无毒、绿色、低碳的生态环保之路。水性聚氨酯合成革相较于传统的油性聚氨酯合成革，在适宜的温度和湿度条件下，水性聚氨酯合成革更容易滋生细菌和霉菌，进而影响产品的外观，缩短产品的使用寿命，不利于产品的海上长途运输和在南方潮湿环境下的使用，甚至影响使用者的健康，而这些问题亟待解决。
中国发明专利201610129876.5公开了一种整体抗菌防霉聚氨酯合成革的制造方法，其中抗菌防霉剂为AL-D与有机溶剂DMF的混合体，然后与聚氨酯浆料及有机溶剂等混合制成抗菌防霉聚氨酯合成革；中国发明专利201010519501.2公开了一种抗菌防霉聚氨酯合成革材料，其中抗菌防霉剂为载银离子材料与有机硫化合物的复合抗菌剂，然后将复合抗菌剂分散于DMF中制备聚氨酯合成革。这两者无论是抗菌剂的制备还是合成革的制备均用到了有机溶剂。
发明内容
为解决有机溶剂在抗菌剂制备及在聚氨酯合成革制备中的大量使用问题，本发明的目的在于提供一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革及其制备方法，采用纳米碳酸钙负载抗菌防霉剂，在无需使用溶剂的情况下通过机械搅拌将抗菌防霉剂分散于水性聚氨酯合成革中，以制备具有抗菌防霉功能的水性聚氨酯合成革。
本发明采用以下技术方案实现：
一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革，包括基布层和涂覆在所述基布层上的涂饰层，所述涂饰层为水性聚氨酯涂层，所述涂饰层含有抗菌防霉制剂，所述抗菌防霉制剂包括如下重量份数的组分：
纳米碳酸钙 50-80份；
抗菌防霉剂 20-40份。
进一步地，所述抗菌防霉制剂的制备方法如下：
(1)将抗菌防霉剂和纳米碳酸钙搅拌混匀，升温至60～150℃，在该温度条件下持续搅拌1～3h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，即制得抗菌防霉制剂。
进一步地，所述抗菌防霉剂为2,4,5,6-四氯-1,3-苯二甲腈(百菌清)、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮(DCOIT)和N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯(多菌灵)中的至少一种。
进一步地，所述涂饰层包括如下重量份数原料组成：
所述一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备方法如下：
(1)将抗菌防霉制剂、水性聚氨酯乳液、聚氯乙烯树脂、二氧化钛、蓖麻油和硬脂精通过搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
进一步地，所述涂饰层通过滚筒铺设在基布层上制成合成革。
进一步地，所述基布层是由交织绫和海岛型超细纤维制成的无纺布。
本发明的有益效果是：通过加热融化使抗菌防霉剂负载于纳米碳酸钙上以制得抗菌防霉制剂，在不使用有机溶剂的情况下能在水性聚氨酯中有较好分散性，从而增加了抗菌防霉剂在合成革中的耐析出性能，使制成的水性聚氨酯合成革具有较好的长效抗菌防霉效果，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及霉菌都具有杀灭和抑制作用，在一定程度上可以延长合成革的储存周期和使用寿命，且制备工艺简便，绿色环保，适合工业化大规模生产。
具体实施方式
以下结合具体实例来说明本发明的技术方案，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
抗菌防霉制剂的制备：
(1)将10份DCOIT、5份百菌清、5份多菌灵及80份纳米碳酸钙，在室温条件下混匀，升温60℃，在该温度条件下持续搅拌3h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，制得抗菌防霉制剂。
抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备：
(1)将抗菌防霉制剂15份、水性聚氨酯乳液50份、聚氯乙烯树脂40份、二氧化钛5份、蓖麻油2份、硬脂精1份搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设在经加温、烫平的基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
合成革抗菌防霉性能检测数据见表1。
将制成的合成革通过扫描电子显微镜观测，可见抗菌防霉制剂的在水性聚氨酯涂层中的分散性较好。
实施例2
抗菌防霉制剂的制备：
(1)将20份DCOIT、10份百菌清、10份多菌灵和50份纳米碳酸钙，在室温条件下混匀，升温150℃，在该温度条件下持续搅拌1h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，制得抗菌防霉制剂。
抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备：
(1)将抗菌防霉制剂10份、水性聚氨酯乳液40份、聚氯乙烯树脂35份、二氧化钛5份、蓖麻油5份、硬脂精4份搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设在经加温、烫平的基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
合成革抗菌防霉性能检测数据见表1。
将制成的合成革通过扫描电子显微镜观测，可见抗菌防霉制剂的在水性聚氨酯涂层中的分散性较好。
实施例3
抗菌防霉制剂的制备：
(1)将20份DCOIT、15份百菌清和60份纳米碳酸钙，在室温条件下混匀，升温90℃，在该温度条件下持续搅拌2h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，制得抗菌防霉制剂。
抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备：
(1)将抗菌防霉制剂7份、水性聚氨酯乳液45份、聚氯乙烯树脂38份、二氧化钛4份、蓖麻油3份、硬脂精3份搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设在经加温、烫平的基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
合成革抗菌防霉性能检测数据见表1。
将制成的合成革通过扫描电子显微镜观测，可见抗菌防霉制剂的在水性聚氨酯涂层中的分散性较好。
实施例4
抗菌防霉制剂的制备：
(1)将10份DCOIT、17份百菌清和70份纳米碳酸钙，在室温条件下混匀，升温120℃，在该温度条件下持续搅拌1h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，制得抗菌防霉制剂。
抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备：
(1)将抗菌防霉制剂8份、水性聚氨酯乳液48份、聚氯乙烯树脂37份、二氧化钛6份、蓖麻油4份、硬脂精2份搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设在经加温、烫平的基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
合成革抗菌防霉性能检测数据见表1。
将制成的合成革通过扫描电子显微镜观测，可见抗菌防霉制剂的在水性聚氨酯涂层中的分散性较好。
对比例1～2
对比例1～2合成革的组成及制备方法与实施例3相同，不同之处在于：对比例1～2不添加抗菌防霉制剂，而是在对比例1中加入实施例3中相应抗菌防霉制剂份数的纳米碳酸钙，在对比例2中加入对应实施例3中相应比例的DCOIT和百菌清。合成革抗菌防霉性能检测数据见表2。
表1实施例1～4抗菌防霉性能检测结果
表2实施例3和对比例1～2抗菌防霉性能检测结果
| 主要项目 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 测试方法 |
| 大肠杆菌抑菌率％ | 99.9 | ＜50 | 71.6 | ISO 22196-2011 |
| 金黄葡萄球菌抑菌率％ | 99.9 | ＜50 | 75.9 | ISO 22196-2011 |
| 防霉性 | 0级 | 4级 | 3级 | ASTM G21-2015 |
由表1检测结果可知，抗菌防霉制剂在实施例1～4中的使用能有效杀灭和抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及霉菌。
由表2检测结果可知，相较于未使用抗菌防霉制剂的对比例1，实施例3在制备合成革的过程中使用的抗菌防霉制剂能明显改善水性聚氨酯合成革的抗菌防霉性能；而单独使用抗菌防霉剂的对比例2所制得的合成革，其抗菌防霉性能不佳，主要是因为单独使用的抗菌防霉剂均在水中的溶解度极低，所制成的合成革容易在其表面析出，使合成革的抗菌防霉性能受影响；而将抗菌防霉剂负载于纳米碳酸钙上制成抗菌防霉制剂，并将其应用于合成革的制备中，由于无机纳米粒子具有一定的亲水性，因此能在水性聚氨酯中有较好分散性，从而增加了抗菌防霉剂在合成革中的耐析出性能，从而使制成的水性聚氨酯合成革具有较好的长效抗菌防霉效果。
上述实施例1～4中所述的抗菌防霉制剂为安阳崇高纳米材料科技有限公司研制产品ANTIM-CG-1；所述的水性聚氨酯乳液为合肥安利聚氨酯新材料有限公司产品。
Claims (7)
1.一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革，包括基布层和涂覆在所述基布层上的涂饰层，所述涂饰层为水性聚氨酯涂层，其特征在于，所述涂饰层含有抗菌防霉制剂，所述抗菌防霉制剂包括如下重量份数的组分：
纳米碳酸钙 50-80份；
抗菌防霉剂 20-40份。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革，其特征在于，所述抗菌防霉制剂的制备方法如下：
(1)将抗菌防霉剂和纳米碳酸钙搅拌混匀，升温至60～150℃，在该温度条件下持续搅拌1～3h；
(2)停止加热，继续搅拌降至室温，放料，即制得抗菌防霉制剂。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革，其特征在于，所述抗菌防霉剂为2,4,5,6-四氯-1,3-苯二甲腈、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮和N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革，其特征在于，所述涂饰层包括如下重量份数原料组成：
5.根据权利要求4所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将抗菌防霉制剂、水性聚氨酯乳液、聚氯乙烯树脂、二氧化钛、蓖麻油和硬脂精通过搅拌配制成抗菌防霉水性聚氨酯涂层浆液，打泡；
(2)将步骤(1)的浆液铺设基布层上，烘干，冷却后制成抗菌防霉水性聚氨酯合成革。
6.根据权利要求5所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于，所述涂饰层通过滚筒铺设在基布层上制成合成革。
7.根据权利要求5所述的一种抗菌防霉水性聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于，所述基布层是由交织绫和海岛型超细纤维制成的无纺布。
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