CN111978504A - 一种采用紫外光照法制备的聚氨酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用紫外光照法制备的聚氨酯及其制备方法，采用紫外光照法制备的聚氨酯，包括由以下原料制备而成：有机改性剂、一缩二乙二醇、二甲基环己胺、葡萄糖衍生物和聚氨酯预聚体，本发明克服了现有技术的不足，本发明通过使用凝胶对二氧化硅进行包覆，然后通过一缩二乙二醇和葡萄糖衍生物与聚氨酯预聚体的反应，使采用紫外光照法制备的聚氨酯产生抗菌能力的同时，还产生了阻燃能力，且该采用紫外光照法制备的聚氨酯的力学性能较好。

Description

一种采用紫外光照法制备的聚氨酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯技术领域，具体属于一种采用紫外光照法制备的聚氨酯及其制备方法。
背景技术
聚氨酯(PU)是一种含有重复的氨基甲酸酯(-NHCOO-)链段的高分子材料，也是目前应用最广泛的聚合物之一，应用范围包括涂料、粘合剂、家具、油漆、汽车润滑油添加剂、医药合成材料、食品包装、鞋类、建筑材料、衬垫等。
聚氨酯材料在使用过程中很容易受到细菌的干扰，原因是聚氨酯大分子的聚醚或聚酯段可成为微生物生长的碳源。与此同时，聚氨酯材料中某些添加成分如增塑剂、木质纤维素、稳定剂和着色剂等也容易受微生物攻击，这给聚氨酯材料的使用带来很多问题。随着公众健康意识的增强，在提高聚氨酯的理化性能的同时，提高其抗菌性能的需求也越来越大。
由于聚氨酯为有机大分子聚合物，其与无机抗菌剂复合时容易出现界面结合强度差，力学性能下降的问题；而有机抗菌原料胍基类、季铵盐类、吡啶类和N-卤胺类抗菌剂直接添加到与聚氨酯聚合体系中存在难溶的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用紫外光照法制备的聚氨酯及其制备方法，克服了现有技术的不足，有机改性剂加入聚氨酯聚合体系后，不会出现难溶的问题，与聚氨酯结合紧密。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种采用紫外光照法制备的聚氨酯，包括由以下原料制备而成：
有机改性剂、一缩二乙二醇、二甲基环己胺、葡萄糖衍生物和聚氨酯预聚体。
优选地，所述的有机改性剂的制备方法为：向含有二氧化硅的水溶液中加入羧甲基纤维素和明胶，加热搅拌均匀，然后干燥后粉碎，得到有机改性剂。
优选地，所述的葡糖糖衍生物为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
制备采用紫外光照法制备的聚氨酯的方法：将有机改性剂10-20g与一缩二乙二醇4-6g加热至60℃，超声混合20min，然后将有机改性剂与一缩二乙二醇的混合液与二甲基环己胺0.4g、葡萄糖衍生物10-15g加入聚氨酯预聚体中，混合均匀，在紫外光照下，加热至80-90℃，反应2-3h，得到聚氨酯。
优选地，所述的超声混合的超声功率为200-400W。
优选地，所述的紫外光的光照强度为50mW/cm2。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
1、本发明通过使用羧甲基纤维素与明胶在二氧化硅的溶液中形成凝胶，使二氧化硅被包裹在凝胶基体内，然后通过干燥，使二氧化硅的表面产生了羧甲基纤维素与明胶混合物的包裹，使二氧化硅表面形成了一层有机大分子，有几大分子不仅可以解决二氧化硅与聚氨酯之间亲和度差的问题，而且使二氧化硅加入聚氨酯聚合体系后不会发生沉降和分布不均的问题。
2、本发明通过对二氧化硅使用明胶和羧甲基纤维素进行包覆，使二氧化硅与一缩二乙二醇进行混合时，一缩二乙二醇能够使明胶和羧甲基纤维素进行溶胀，使一缩二乙二醇能够充分的进入二氧化硅表层的明胶和羧甲基纤维素层内，使一缩二乙二醇与聚氨酯预聚体反应后，二氧化硅能够与聚氨酯之间实现紧密结合。
3、本发明在紫外光照射下，使用二甲基环己胺作为催化剂，紫外光不仅促进了聚氨酯预聚体的固化过程，同时使聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基与一缩二乙二醇和葡萄糖衍生物进行反应，使葡萄糖衍生物和有机改性剂与聚氨酯基体结合强度提高。
4、有机改性剂和葡萄糖衍生物与聚氨酯基体结合后，有机改性剂中含有的二氧化硅颗粒使聚氨酯产生了阻燃性能，同时葡萄糖衍生物β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖对细菌的繁殖和生长具有阻碍作用，使该聚氨酯产生了阻燃性能。
5、本发明使用紫外光照射使二甲基环己胺催化反应加快，缩短了反应时间，减少了β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖上参与反应的羟基的数量，使聚氨酯的抗菌性能也得到了提升。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的聚氨酯预聚体来源于武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，明胶和羧甲基纤维素来源于山东诺泰新材料有限公司，β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖来源于武汉海山科技有限公司。
实施例1
一种采用紫外光照法制备的聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备有机改性剂，将500目的二氧化硅20g与100g的水混合均匀，然后加入羧甲基纤维素25g、明胶80g，搅拌均匀，加热至60℃恒温1h，干燥后粉碎，过300目筛得到有机改性剂。
(2)将有机改性剂13g与一缩二乙二醇4g加热至60℃，超声混合20min，然后将有机改性剂与一缩二乙二醇的混合液与二甲基环己胺0.4g、β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖11g、聚氨酯预聚体45g，混合均匀，在50mW/cm2的紫外光照强度下，加热至80℃，反应3h，得到聚氨酯。
实施例2
一种采用紫外光照法制备的聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
将实施例1中的有机改性剂18g与一缩二乙二醇6g加热至60℃，超声混合20min，然后将有机改性剂与一缩二乙二醇的混合液与二甲基环己胺1173 0.4g、β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖14g、聚氨酯预聚体48g，混合均匀，在40mW/cm2的紫外光照强度下，加热至90℃，反应2.5h，得到聚氨酯。
对照例1
与实施例1的区别在于，将有机改性剂替换为等质量的500目的二氧化硅。
对照例2
与实施例1的区别在于，一缩二乙二醇的加入量为0。
对照例3
与实施例1的区别在于，β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖的加入量为0。
对照例4
与实施例1的区别在于，紫外光照强度为0。
将实施例1-2和对照例1-3中的聚氨酯按照GB5454-85测试最低耗氧指数LOI，按照GB/T 1040.1-2018测试拉伸强度结果如下表：
Figure BDA0002584194320000051
由上表可知，本发明通过使用凝胶对二氧化硅进行包覆，然后通过一缩二乙二醇和葡萄糖衍生物与聚氨酯预聚体的反应，使采用紫外光照法制备的聚氨酯产生抗菌能力的同时，还产生了阻燃能力，且该采用紫外光照法制备的聚氨酯的力学性能较好，紫外光照射也提高了聚氨酯的抗菌性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种采用紫外光照法制备的聚氨酯，其特征在于，包括由以下原料制备而成：有机改性剂、一缩二乙二醇、二甲基环己胺、葡萄糖衍生物和聚氨酯预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种采用紫外光照法制备的聚氨酯，其特征在于，所述的有机改性剂的制备方法为：向含有二氧化硅的水溶液中加入羧甲基纤维素和明胶，加热搅拌均匀，然后干燥后粉碎，得到有机改性剂。
3.根据权利要求1所述的一种采用紫外光照法制备的聚氨酯，其特征在于，所述的葡糖糖衍生物为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。
4.制备权利要求1-3任意一项所述的一种采用紫外光照法制备的聚氨酯的方法，其特征在于，将有机改性剂10-20g与一缩二乙二醇4-6g加热至60℃，超声混合20min，然后将有机改性剂与一缩二乙二醇的混合液与二甲基环己胺0.4g、葡萄糖衍生物10-15g加入聚氨酯预聚体中，混合均匀，在紫外光照下，加热至80-90℃，反应2-3h，得到聚氨酯。
5.根据权利要求4所述的制备一种采用紫外光照法制备的聚氨酯的方法，其特征在于，超声混合的超声功率为200-400W。
6.根据权利要求4所述的制备一种采用紫外光照法制备的聚氨酯的方法，其特征在于，所述的紫外光的光照强度为50mW/cm2。
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