一种持久抗菌型改性聚氨酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种持久抗菌型改性聚氨酯，所述改性聚氨酯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。该聚氨酯抗菌性能优异、持久，应用领域广。

【技术实现步骤摘要】
一种持久抗菌型改性聚氨酯及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯及其制备
，具体涉及一种持久抗菌型改性聚氨酯及其制备方法。
技术介绍
1937年，德国化学家OttoBayer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。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种持久抗菌型改性聚氨酯及其制备方法。该改性聚氨酯抗菌性能优异、持久，应用领域广。本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是:提供一种持久抗菌型改性聚氨酯，所述改性聚氨酯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，所述改性聚氨酯由如下方法制备得到:(1)将异氰酸酯溶解于溶剂中，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。优选地，改性聚氨酯中，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。优选地，改性聚氨酯制备过程中，溶解异氰酸酯所用的溶剂为混合溶剂。进一步优选地，所述混合溶剂的溶解度参数大于8。本专利技术还提供了上述持久抗菌型改性聚氨酯的制备方法，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:将异氰酸酯溶解于溶剂中，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。相对于现有技术而言，本专利技术的有益效果是: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；而本专利技术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，但本专利技术在制备过程中，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专利技术，下面的实施例是对本专利技术的进一步说明，但本专利技术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: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。将所得改性聚氨酯制备成片材，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1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种持久抗菌型改性聚氨酯，其特征在于，所述改性聚氨酯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。

【技术特征摘要】
1.一种持久抗菌型改性聚氨酯，其特征在于，所述改性聚氨酯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所述的持久抗菌型改性聚氨酯，其特征在于:所述的环糊精为β-环糊精。3.根据权利要求1所述的持久抗菌型改性聚氨酯，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所述的持久抗菌型改性聚氨酯，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所述的持久抗菌型改性聚氨酯，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所述的持久抗菌型改性聚氨酯，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所述的持久抗菌型改性聚氨酯，其特征在于:所述改性聚氨酯由如下方法制备得到:(1)将异氰酸酯溶解于溶剂中，在氮气保护下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37