一种抑菌型遇水膨胀树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种抑菌型遇水膨胀树脂及其制备与应用，其制备方法包括以下步骤：(1)将聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷和溶剂混合，在氮气保护下加入二异氰酸酯进行第一反应，然后加入催化剂进行第二反应，然后加入羟乙基六氢均三嗪进行交联反应，直至反应体系中异氰酸酯基的含量不变时，得到异氰酸酯基封端的预聚体；(2)在步骤(1)所得预聚体中加入仲氨基硅烷，经封端反应直至体系中异氰酸酯基含量为0，脱除溶剂，得到所述抑菌型遇水膨胀树脂。由本发明专利技术的抑菌型遇水膨胀树脂在制备所得的密封胶具有较好的体积膨胀率以及较好的抑菌性能。

A kind of antibacterial water swelling resin and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌型遇水膨胀树脂及其制备方法与应用
本专利技术涉及密封胶
，具体涉及一种抑菌型遇水膨胀树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
遇水膨胀密封材料既具有弹性密封止水作用外，又有遇水膨胀、以水止水的作用，被广泛应用于地铁、隧道、大坝、家装等防水密封领域。常用的遇水膨胀密封材料主要有两大类：第一类由于其中含有大量的吸水膨胀材料，但类材料存在与主体树脂相容性差、分散不匀，造成材料表面粗糙，反复浸泡后性能下降的问题。第二类是由主体含亲水基团或链段的膨胀性树脂制成，主要是含有吸水基团的聚氨酯型遇水膨胀材料，这类材料不存在相容性问题，反复浸泡后性能不会明显降低，但由于其体系中异氰酸酯基团的存在，其遇水固化时易产生二氧化碳气泡对密封性能具有较大的影响。此外，由于遇水膨胀密封常使用于潮湿环境，且密封胶中含有大量的有机物，使用中在密封胶表面及嵌缝处极易差生霉变，严重遇水膨胀密封胶的密封性及耐久性。目前通常在制胶过程中外加小分子的无机或有机抑菌剂来达到密封胶的抑菌性能，由于抑菌剂与密封胶中的其他组分主要以物理混合形式共存，使用过程小分子的抑菌剂易迁移到密封胶表层，经过水的反复浸泡，抑菌性能明显降低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法。本申请之目的还在于提供由上述制备方法制备得到的抑菌型遇水膨胀树脂及其应用。为了实现本专利技术之目的，本申请提供以下技术方案。在第一方面中，本申请提供一种抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)将聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷和溶剂混合，在氮气保护下加入二异氰酸酯进行第一反应，然后加入催化剂进行第二反应，然后加入羟乙基六氢均三嗪进行交联反应，直至反应体系中异氰酸酯基的含量不变时，得到异氰酸酯基封端的预聚体；(2)在步骤(1)所得预聚体中加入仲氨基硅烷，经封端反应直至体系中异氰酸酯基含量为0，脱除溶剂，得到所述抑菌型遇水膨胀树脂。在第一方面的一种实施方式中，所述聚乙二醇为经过除盐后处理的聚乙二醇，所述聚乙二醇的平均分子量为4000～6000。在第一方面的一种实施方式中，所述双端羟甲基聚硅氧烷的结构式如下：其中，n为6≧n≧4中的整数，m为50≧m≧20中的整数。在第一方面的一种实施方式中，所述溶剂为氨酯级溶剂，优选的，所述氨酯级溶剂包括四氢呋喃或碳酸二甲酯。在第一方面的一种实施方式中，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二碳二异氰酸酯、2-甲基戊烷二异氰酸酯、2,4-二甲基辛烷-1,8-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二苯醚二异氰酸酯、4-甲基二苯基甲烷-3,4-二异氰酸酯、2,4’-二苯硫醚二异氰酸酯、二乙基苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基乙烷二异氰酸酯中的一种或几种。在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡。在第一方面的一种实施方式中，步骤(1)中，所述聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷、溶剂、催化剂和羟乙基六氢均三嗪的添加量的质量比为(30～45)：(40～60)：25：(0.003～0.005)：(0.6～1.2)。在第一方面的一种实施方式中，所述二异氰酸酯的添加量为使步骤(1)反应体系中-NCO的摩尔量与-OH的摩尔量之比为1.6～2。在第一方面的一种实施方式中，步骤(1)中，二异氰酸酯加入前，所述聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷和溶剂的混合物在氮气保护下升温至50～60℃。在第一方面的一种实施方式中，所述第一反应的温度为55～60℃，反应时间为1～2h。在第一方面的一种实施方式中，所述第二反应的温度为55～60℃，反应时间为3～4h。在第一方面的一种实施方式中，在加入羟乙基六氢均三嗪之前，降温至45～50℃。在第一方面的一种实施方式中，所述交联反应的温度为50～55℃，时间为2～3h。在第一方面的一种实施方式中，所述仲氨基硅烷包括N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷或3-(N-环己胺)丙基三甲氧基硅烷中的一种。在第一方面的一种实施方式中，所述仲氨基硅烷的添加量为使步骤(2)的反应体系中-NCO的摩尔量与-NH的摩尔量之比为0.95～1.05。在第一方面的一种实施方式中，所述封端反应的温度为50～55℃，时间为3～5h。在第一方面的一种实施方式中，所述真空脱除溶剂所用的温度为60～90℃。在第二方面，本申请还提供一种抑菌型遇水膨胀树脂，所述树脂通过上述制备方法制备得到。在第三方面，本申请还提供一种如上所述抑菌型遇水膨胀树脂的应用，所述树脂用于制备抑菌型遇水膨胀密封胶。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)采用聚乙二醇、双端活性聚硅氧烷作为体系中的软连段，聚乙二醇具有水溶性好，原料价格低廉等优点，可有效提高树脂及密封胶的遇水膨胀性能；双端活性聚硅氧烷链段中Si-O键具有无机性质，能降低树脂及密封胶体系中有机物的含量，减少霉菌滋生的温床，同时还使树脂兼具有机硅与聚氨酯的优异物理化学性能；(2)体系中加入羟乙基六氢均三嗪，其即有活泼的三官能度羟基，作为交联剂可有效提高树脂及密封胶的拉伸及断裂强度；又有具有抑菌性能的三嗪基团，以化学键形式与树脂主体结合有效提高了树脂及密封胶抑菌性能及耐久性能；(3)分子末端的硅烷氧基团及脲基的存在可提高密封胶与无机材料密封粘接性；(4)由于体系中不存在游离异氰酸酯基团，遇水固化时不会产生气泡，密封材料具有优异的密封性能及遇水膨胀性能。具体实施方式除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。以下将描述本专利技术的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本专利技术的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本专利技术的保护范围之内。一种抑菌型遇水膨胀树脂制备方法包括如下步骤：(1)向反应釜内加入经过脱水干燥后处理的占反应物总质量30％～45％的聚乙二醇、占反应物总质量40％～60％的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：/n(1)将聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷和溶剂混合，在氮气保护下加入二异氰酸酯进行第一反应，然后加入催化剂进行第二反应，然后加入羟乙基六氢均三嗪进行交联反应，直至反应体系中异氰酸酯基的含量不变时，得到异氰酸酯基封端的预聚体；/n(2)在步骤(1)所得预聚体中加入仲氨基硅烷，经封端反应直至体系中异氰酸酯基含量为0，脱除溶剂，得到所述抑菌型遇水膨胀树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙二醇、双端羟甲基聚硅氧烷和溶剂混合，在氮气保护下加入二异氰酸酯进行第一反应，然后加入催化剂进行第二反应，然后加入羟乙基六氢均三嗪进行交联反应，直至反应体系中异氰酸酯基的含量不变时，得到异氰酸酯基封端的预聚体；
(2)在步骤(1)所得预聚体中加入仲氨基硅烷，经封端反应直至体系中异氰酸酯基含量为0，脱除溶剂，得到所述抑菌型遇水膨胀树脂。


2.如权利要求1所述的抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为经过除盐后处理的聚乙二醇，所述聚乙二醇的平均分子量为4000～6000；
所述双端羟甲基聚硅氧烷的结构式如下：



其中，n为6≧n≧4中的整数，m为50≧m≧20中的整数；
所述溶剂为氨酯级溶剂；
所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二碳二异氰酸酯、2-甲基戊烷二异氰酸酯、2,4-二甲基辛烷-1,8-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二苯醚二异氰酸酯、4-甲基二苯基甲烷-3,4-二异氰酸酯、2,4’-二苯硫醚二异氰酸酯、二乙基苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基乙烷二异氰酸酯中的一种或几种；
所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡。


3.如权利要求2所述的抑菌型遇水膨胀树脂的制备方法，其特征在于，所述氨酯级溶剂包括四氢呋...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，何志强，聂永倩，李欣怡，吕湘亮，
申请(专利权)人：上海东大化学有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31