一种抗菌聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本申请涉及一种抗菌聚氨酯发泡材料，其由第一组分和第二组分通过发泡来制备，以重量份数为基准计，所述第一组分包含：聚醚多元醇100份；异噻唑啉类抗菌剂0.1～5份；催化剂0.2～0.4份；表面活性剂1～4份；化学发泡剂2～6份；以重量份数为基准计，所述第二组分包含：异氰酸酯30～40份。本申请还涉及如上所述的抗菌聚氨酯发泡材料的制备方法。本文所述的抗菌聚氨酯发泡材料使用能与异氰酸酯键合的异噻唑啉酮类化合物作为抗菌剂，硅油作为表面活性剂，能够稳定泡孔结构并调节泡孔尺寸大小，改善混合料之间的互溶性，从而制备出结构均匀、性能优异的泡沫制品。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚氨酯发泡材料及其制备方法
本申请涉及抗菌和聚氨酯
具体来说，本申请涉及一种抗菌聚氨酯发泡材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，聚氨酯材料在医疗卫生、食品包装及工业等领域的应用受到广大研究人员的关注。但是聚氨酯发泡材料具有多孔性和吸湿性，导致其表面极易生长和繁殖细菌，导致材料本身的颜色变黄，不美观，使材料因微生物的腐蚀而断裂，造成材料的性能损失，缩短了使用寿命，对环境和人体健康产生危害。聚氨酯发泡材料的抗菌功能化对保护人类健康具有重要的意义，其发展日益受到重视。现有的抗菌聚氨酯发泡材料通常是通过向配方工艺中添加一种或者多种抗菌剂,从而达到抑制细菌繁殖的效果。抗菌聚氨酯发泡材料的抗菌性能受到抗菌剂的耐热性和酸碱性等性能影响，容易造成易脱落、抑制作用时间短、耐热性差等问题。抗菌剂主要分为天然抗菌剂、无机抗菌剂和有机合成抗菌剂。天然抗菌剂使用安全且无毒副作用，但耐热性差且抑制作用时间短；无机抗菌剂使用安全、耐热、抗菌广谱，但影响聚氨酯的力学性能且易脱落；有机合成抗菌剂抗菌作用快、抗菌广谱、抑制防霉效果好，但耐热性差、抑制作用时间短具有一定毒性。异噻唑啉酮类抗菌剂是一种有机合成抗菌剂，具有低毒、高效和在水中易降解等特点，对细菌、真菌、藻类均有较强的杀灭性。其被广泛的应用于杀菌、调节植物生长、海洋防污等领域。其杀菌机理为异噻唑啉酮类化合物对受体细胞膜和细胞壁具有极强的穿透能力，在穿透细胞外围后可与细胞内含硫的蛋白质、酶或简单分子相互作用，使其S—N键断裂，从而与受体形成S—S键，破坏细胞的正常功能。因此，本领域亟待开发使用的异噻唑啉酮类抗菌剂键合型抗菌聚氨酯发泡材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种绿色安全的抗菌聚氨酯发泡材料，使其保持高效广谱的抗菌性能。具体来说，本申请使用异噻唑啉酮系列衍生物作为抗菌剂，并对其进行改性研究，制备出抗菌剂多元醇或多元胺，随后与异氰酸酯发泡，从而制备出绿色环保、高效低毒的抗菌聚氨酯发泡材料。本申请之目的还在于提供一种如上所述的抗菌聚氨酯发泡材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本申请提供下述技术方案。在第一方面中，本申请提供一种抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述抗菌聚氨酯发泡材料由第一组分和第二组分通过发泡来制备；以重量份数为基准计，所述第一组分包含：以重量份数为基准计，所述第二组分包含：异氰酸酯30～40份。在一种具体实施方式中，以第一组分包含100重量份的聚醚多元醇为基准计，第一组分可包含0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、4.5、5.0重量份或者它们中任意两个数值之间的范围或者子范围的异噻唑啉类抗菌剂。在第一方面的一种实施方式中，通过使所第一组分和所述第二组分进行一步法模塑发泡来制备所述抗菌聚氨酯发泡材料。在第一方面的一种实施方式中，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇和/或聚四氢呋喃醚多元醇。在第一方面的一种实施方式中，所述异噻唑啉酮类抗菌剂包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和2-羟甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮一种或几种。在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂为有机锡类催化剂、胺类催化剂或者它们的混合物。在一种具体实施方式中，所述胺类催化选自三亚乙基二胺、三乙醇胺、双(二甲基胺基乙基)醚、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺中的一种或多种。在一种具体实施方式中，所述有机锡类催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡中的一种或多种。在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(T12)。在第一方面的一种实施方式中，所述表面活性剂为有机硅油类表面活性剂，优选地为B8716、B8110或者它们的混合物。在第一方面的一种实施方式中，所述化学发泡剂为水。在第一方面的一种实施方式中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯、多异氰酸酯或者它们的混合物，优选地为佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯80、二苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。在第一方面的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：(1)制备第一组分：按权利要求1所述的比例称取聚醚多元醇、催化剂、化学发泡剂、表面活性剂、异噻唑啉类抗菌剂，加入到容器中，搅拌，使容器内的原料均匀混合，得到第一组分；(2)制备抗菌聚氨酯发泡材料：按权利要求1所述的比例称取异氰酸酯作为第二组分，加入到第一组分中，搅拌，将混合物迅速倒入模具中发泡，室温下熟化后得到抗菌聚氨酯发泡材料。与现有技术相比，本专利技术的积极效果在于：本文所述的抗菌聚氨酯发泡材料使用能与异氰酸酯键合的异噻唑啉酮类化合物作为抗菌剂，硅油作为表面活性剂，能够稳定泡孔结构并调节泡孔尺寸大小，改善混合料之间的互溶性，从而制备出结构均匀、性能优异的泡沫制品。如果硅油的加入量较多则会造成聚氨酯泡沫体的泡孔尺寸过大、结构不均匀以及孔壁厚度降低。附图说明图1显示添加不同异噻唑啉酮类抗菌剂的抗菌聚氨酯发泡材料的扫描电镜图片。图1是通过下述方法来得到的：将泡沫体去表皮后切割成长条状，置于液氮中浸泡30s后脆断，切片，表面喷金后，采用扫描电镜观察泡孔形貌。从图1可知，本申请制得泡孔尺寸适中、结构稳定的抗菌聚氨酯软质泡沫材料，随着抗菌剂添加量的增加，泡沫的结构基本稳定。图2显示抗菌剂和根据实施例2的聚氨酯发泡材料的红外图谱。在图2中，曲线a表示2-羟甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，曲线b表示TDI80，曲线c表示1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，曲线d表示根据实施例13的2-羟甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮与TDI反应物，以及曲线e表示根据实施例7的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮与TDI反应物。具体实施方式除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述抗菌聚氨酯发泡材料由第一组分和第二组分通过发泡来制备；/n以重量份数为基准计，所述第一组分包含：/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述抗菌聚氨酯发泡材料由第一组分和第二组分通过发泡来制备；
以重量份数为基准计，所述第一组分包含：



以重量份数为基准计，所述第二组分包含：
异氰酸酯30～40份。


2.如权利要求1所述的抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，通过使所第一组分和所述第二组分进行一步法模塑发泡来制备所述抗菌聚氨酯发泡材料。


3.如权利要求1或2所述的抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇和/或聚四氢呋喃醚多元醇。


4.如权利要求1或2所述的抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述异噻唑啉酮类抗菌剂包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和2-羟甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或几种。


5.如权利要求1或2所述的抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述催化剂为有机锡类催化剂、胺类催化剂或者它们的混合物。


6.如权利要求5所述的抗菌聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽，靳惠宇，丁磊，张志超，
申请(专利权)人：上海大学，中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31