一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用，具体涉及纺织涂层胶合成领域，首先以多元醇和蓖麻油、二异氰酸酯为主要原料制备预制料，通过含活泼双键化合物对其封端，最后通过引入胍基抗菌单体，得到自制紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液。使用自制的紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液复合其他助剂得到纺织面料用紫外固化抗菌水性聚氨酯涂层胶。本发明专利技术合成工艺简单，利于实际生产使用；涂成胶固化时间短、附着力优异；固化涂膜具有很好的抗菌性能且持久，在抗菌纺织面料领域有很大的运用前景。的运用前景。的运用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及纺织涂层胶合成领域，具体涉及一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯作为用途最广的一种聚合物之一，以其优异的耐化学性、热机械性能和良好的加工性能，在涂料、纺织、胶粘剂等领域得到了广泛的应用。由于环境保护意识的增强，水性聚氨酯凭借绿色环保安全等优势正逐渐取代溶剂型聚氨酯，但是水性聚氨酯缺乏抗菌性能，在使用过程中易滋生细菌，危害人们生命健康，一般材料的抗菌性能通过外加抗菌剂来实现，如过氧化物、硅铝离子、银离子等实现但在实际使用过程中外添加抗菌剂面临抗菌性能不持久的问题。
[0003]水性聚氨酯涂层胶主要以水做为分散剂，因此在实际使用过程中面临水性涂层固化时间长，耐水性差等特点，影响其在更多领域运用。紫外固化技术目前在工业上发展迅速，通过紫外固化技术可以有效解决水性聚氨酯涂层胶固化时间长的问题，对于水性聚氨酯涂层胶应用于其它领域起到推动作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法，以多元醇和蓖麻油、二异氰酸酯为主要原料合成预制料，再用含活泼双键化合物进行封端，最后通过化学键合的方法引入胍盐抗菌剂。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种纺织面料用紫外固化抗菌水性聚氨酯涂层胶，使用制备的紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液复合其它助剂，得到紫外固化抗菌水性聚氨酯涂层胶。使用过程中具有固化时间短，涂层抗菌性能持久、耐冲洗牢度高等优点，在抗菌水性聚氨酯涂层胶领域有很好的运用前景。
[0006]技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、按重量份将40～50份多元醇、5～15份蓖麻油、35～45份二异氰酸酯加入反应器中，加入0.004～0.008份催化剂，80℃条件下反应2～2.5h，得到预制料A；
[0009]S2、将步骤S1获得的预制料A降温至35℃以下，再按重量份计，加入6～8份阳离子扩链剂55℃～60℃条件下继续反应1.5～2h，同时用丁酮调节粘度，反应结束，再加入5～10份双键封端剂60℃～65℃条件下继续反应1.5～2h，反应结束将体系降温至35℃以下加入乙酸成盐，得到预制料B；
[0010]S3、将抗菌剂氨基胍盐酸盐溶于水中备用，将氨基胍盐酸盐水溶液在高速剪切的情况下加入到步骤S2获得的预制料B中，得到紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液。
[0011]优选的，步骤S1中，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇和碳硼烷二醇中的一种或多种，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯TDI、MDI或脂肪族二异氰酸酯IPDI，优选为
IPDI，所述催化剂为辛酸亚锡(T9)。
[0012]优选的，步骤S1中，所述多元醇为聚醚多元醇和碳硼烷二醇的混合物，聚醚多元醇和碳硼烷二醇的重量份比例为1:1。
[0013]优选的，步骤S2中，所述阳离子扩链剂为二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺和N-甲基二乙醇胺中一种，优选的为N-甲基二乙醇胺，反应结束后需用丁酮调节粘度范围在15.0mPa
·
s～25.0mPa
·
s；所述双键封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯；所述成盐剂乙酸按重量份计加入3～6份。
[0014]优选的，步骤S3中，按重量份计，所述氨基胍盐酸盐加入量为1～1.5份，其在室温下溶于水中，在乳化前需保持氨基胍盐水溶液温度在0℃-10℃之间，乳化后继续反应30min。
[0015]值得注意得是阳离子扩链剂、双键封端剂以及乙酸成盐加入的按照重量份计，都是以预制料A中的40～50份多元醇、5～15份蓖麻油、35～46份二异氰酸酯、0.004～0.008份催化剂的重量份而言。
[0016]本专利技术还提供了一种纺织面料用紫外固化抗菌水性聚氨酯涂层胶，按重量份计，各原料用量如下：
[0017]以上制备方法制备的紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液80～110份、光引发剂0.5～0.9份、消泡剂0.1～0.2份、增稠剂1.5～2份。
[0018]优选的，所述光引发剂为2-羟基-2甲基苯丙酮，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述增稠剂为丙烯酸酯类增稠剂。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0020]1、通过引入交联体系增加水性聚氨酯涂层胶耐水性，蓖麻油作为多官能度化合物含有活泼羟基可以与异氰酸酯反应，增加体系的交联度，提高聚氨酯涂层的耐水性，同时蓖麻油作为可再生资源，具有很好的再生性，符合绿色发展的趋势。所以，采用多官能度、天然可降解多元醇蓖麻油为部分原料，在一定程度提高水性聚氨酯涂层胶膜耐水性、耐化学性的同时也更符合绿色化学发展理念，为水性聚氨酯涂层胶研究方向提供更多可能。
[0021]2、制备涂层胶具有紫外固化功能，在使用过程中大大缩短了固化时间，有利于水性聚氨酯涂层胶工业化使用。
[0022]3、通过化学反应将抗菌单体键合在水性聚氨酯骨架上是一种长久抗菌的方法，因此，本专利技术在聚氨酯预聚物乳化过程中通过氨基和异氰酸根低温反应为特点引入胍基，达到长久抗菌的目的。通过水性聚氨酯合成最后乳化步骤引入胍盐抗菌剂制备抗菌水性聚氨酯涂层胶，合成工艺相对简单，涂层胶抗菌率可达99.9％，且胍盐抗菌剂细胞毒理性小、抗菌持久，本专利技术具有很好的使用价值。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024]图1为采用贴膜法(GB/T 21866-2008)测试对照组水性聚氨酯涂层胶膜的抗菌效果图；
[0025]图2为实施案例1采用贴膜法(GB/T 21866-2008)测试的抗菌效果图；
[0026]图3为实施案例2采用贴膜法(GB/T 21866-2008)测试的抗菌效果图；
[0027]图4为实施案例3采用贴膜法(GB/T 21866-2008)测试的抗菌效果图；
[0028]图5为实施案例4采用贴膜法(GB/T 21866-2008)测试的抗菌效果图。
具体实施方式
[0029]下面结合实例对本专利技术进行进一步分析，但本实验实施方式不限于此。
[0030]实施例1
[0031]一种紫外固化抗菌水性聚氨酯涂层胶制备方法，其原料按重量份包括：紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液80份、光引发剂2-羟基-2甲基苯丙酮0.5份、消泡剂聚二甲基硅氧烷0.1份、增稠剂聚丙烯酸酯1.5份。(实施例2～4使用的光引发剂、消泡剂、增稠剂与实施例1相同)
[0032]其中，紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液采用如下工艺制备：
[0033]1、按重量份计，将20份聚醚N220、20份碳硼烷二醇、8.5份蓖麻油加入反应器中，再加入40份IPDI，0.005份辛酸亚锡催化剂，体系在80℃氛围下反应2h，得到预制料A。
[0034]2、将预制料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按重量份将40～50份多元醇、5～15份蓖麻油、35～46份二异氰酸酯加入反应器中，加入0.004～0.008份催化剂，80℃条件下反应2～2.5h，得到预制料A；S2、将步骤S1获得的预制料A降温至35℃以下，再按重量份计，加入6～8份阳离子扩链剂55℃～60℃条件下继续反应1.5～2h，同时用丁酮调节粘度，反应结束，再加入5～10份双键封端剂60℃～65℃条件下继续反应1.5～2h，反应结束将体系降温至35℃以下加入乙酸成盐，得到预制料B；S3、将抗菌剂氨基胍盐酸盐溶于水中备用，将氨基胍盐酸盐水溶液在高速剪切的情况下加入到步骤S2获得的预制料B中，得到紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液。2.根据权利要求1所述的紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇和碳硼烷二醇中的一种或多种，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯TDI、MDI或脂肪族二异氰酸酯IPDI，所述催化剂为辛酸亚锡。3.根据权利要求2所述的紫外固化抗菌水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述多元醇为聚醚多元醇和碳硼烷二醇的混合物，聚醚多元醇和碳硼烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建军，周登健，吴庆云，吴明元，张建安，刘久逸，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：