一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用，所述一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，以质量份数计，包括如下成分：TCNC/Cu NPs复合材料：2～5份、去离子水：20～25份、水性聚氨酯溶液：20～25份；其中，TCNC/Cu NPs复合材料采用如下方法制备：步骤1

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水性聚氨酯复合材料
，具体涉及一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]与溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯保留了一般聚氨酯固有的耐低温、耐摩擦、耐疲劳和低挥发性有机化合物(VOC)含量等优异性能，但涂膜的力学性能和耐热性却不理想。潮湿的环境更容易滋生细菌，危害人的健康和卫生环境，所以水性聚氨酯(WPU)抗菌是非常有必要的。目前用于水性聚氨酯的抗菌整理剂主要有机抗菌剂和无机抗菌剂。在抗菌材料中，无机抗菌剂相对于有机抗菌剂具有毒性低、耐热性好及有效抗菌期长等优势，因此应用更为广泛。
[0003]Cu NPs因其良好的导热性、抗菌性、优异的力学性能和低廉的价格，在抗菌等领域具有巨大的应用潜力。但是裸露的Cu NPs由于尺寸较小而趋于聚集，这将大大降低其抗菌效率。可以通过减少它们的团聚和有机
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无机杂化来提高它们的抗菌性能。因此，这方面有待改进。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术问题之一，为此，本申请提供了一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料。
[0005]一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，以质量份数计，包括如下成分：
[0006]TCNC/Cu NPs复合材料：2～5份、去离子水：20～25份、水性聚氨酯溶液：20～25份；
[0007]其中，TCNC/Cu NPs复合材料采用如下方法制备：
[0008]步骤1
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1)：将2～4份CNC溶于200～250份去离子水得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中加入17
‑
19份氧化剂后滴加氢氧化钠使之pH稳定在10
‑
10.5，离心洗涤，冷冻干燥得到TCNC；
[0009]步骤1
‑
2)：将2～3份TCNC溶于80
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100份去离子水中得到TCNC悬浮液，向TCNC悬浮液依次加入1
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4份铜盐、1
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8份还原剂和0.5
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4份份氢氧化钠、而后离心洗涤干燥得到所述TCNC/Cu NPs复合材料。
[0010]进一步，所述步骤1
‑
1)中：CNC是由2
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4质量份的MCC在100
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200质量份64％的硫酸溶液中水解得到；所述氧化剂采用TEMPO、NaBr、NaClO中的一种或多种组合；
[0011]所述步骤1
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2)中，所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜和氯化铜中的一种；还原剂为抗坏血酸和/或柠檬酸钠。
[0012]进一步，步骤1
‑
1)中氧化剂共计18质量份，为2份TEMPO、1份NaBr和15份NaClO的组合；
[0013]步骤1
‑
2)中还原剂为1
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4份，氢氧化钠为0.5
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2份。
[0014]进一步，所述的抗菌增强水性聚氨酯复合材料为厚度为0.25～0.30mm的薄膜；所述的水性聚氨酯溶液采用固含量为35wt％水性聚氨酯溶液。
[0015]进一步的，所述的一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，以质量份数计：包括如下成分：
[0016]TCNC/Cu NPs复合材料：2份、去离子水：20份、水性聚氨酯溶液：25份；
[0017]其中，TCNC/Cu NPs复合材料采用如下方法制备：
[0018]步骤1
‑
1)：将2份CNC溶于200份去离子水得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中依次加入2份TEMPO、1份NaBr、15份NaClO，滴加氢氧化钠使之pH稳定在10
‑
10.5，离心洗涤冷冻干燥得到TCNC；
[0019]步骤1
‑
2)：将2份TCNC溶于100份去离子水中得到TCNC悬浮液，向TCNC悬浮液依次加入2份铜盐、1份柠檬酸钠、1份抗坏血酸和1份氢氧化钠、而后离心洗涤干燥得到所述TCNC/Cu NPs复合材料。
[0020]第二方面，本专利技术提供了一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0021]步骤1)：将CNC溶解于去离子水中得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中加入氧化剂，滴加氢氧化钠使CNC悬浮液pH稳定在10～10.5，离心洗涤、冷冻干燥得到TCNC；
[0022]步骤2)将步骤1)制备的TCNC溶解于去离子水中得到TCNC悬浮液，向TCNC悬浮液依次加入铜盐、还原剂、氢氧化钠、而后离心洗涤干燥，得到TCNC/Cu NPs复合材料；
[0023]步骤3)取水性聚氨酯溶液于容器中，将TCNC/Cu NPs复合材料加入到去离子水中超声搅拌均匀分散后，加入所述容器中；
[0024]步骤4)：将步骤3)的容器置于超声振荡器中超声分散得到水性聚氨酯分散液；
[0025]步骤5)：将步骤4)制备的水性聚氨酯分散液导入模具中静置、烘干得到水性聚氨酯复合材料。
[0026]进一步的，所述步骤1)中CNC是将2
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4份MCC在100
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200份64％硫酸溶液中水解得到；所述氧化剂采用TEMPO、NaBr、NaClO中的一种或多种组合。
[0027]进一步的，所述步骤2)中的所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜、氯化铜；还原剂为抗坏血酸和/或柠檬酸钠；
[0028]所述步骤3)中的水性聚氨酯溶液采用固含量为35wt％水性聚氨酯溶液；
[0029]所述步骤4)中的超声振荡器功率为600～800W；
[0030]所述步骤5)中的烘箱温度为80～85℃，烘干时长10～12h。
[0031]进一步的，步骤1)：取2份CNC溶解于200份去离子水中得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中加入2份TEMPO和1份NaBr、15份NaClO，滴加氢氧化钠使CNC悬浮液pH稳定在10～10.5，离心洗涤、冷冻干燥得到TCNC；
[0032]步骤2)取步骤1)制备的2份TCNC溶解于100份去离子水中得到TCNC悬浮液，向TCNC悬浮液依次加入2份CuCl2，1份柠檬酸钠，1份抗坏血酸和1份氢氧化钠，而后离心洗涤干燥，得到TCNC/Cu NPs复合材料；
[0033]步骤3)取25份水性聚氨酯溶液于容器中，将2份TCNC/Cu NPs复合材料加入到20份去离子水中超声搅拌均匀分散后，加入所述容器中；
[0034]步骤4)：将步骤3)的容器置于超声振荡器中超声分散得到水性聚氨酯分散液；
[0035]步骤5)：将步骤4)制备的水性聚氨酯分散液导入模具中静置、烘干得到水性聚氨酯复合材料。
[0036]第三方面，本专利技术还提供了一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料在抗菌中的应用。
[0037]下面对本申请作进一步说明：
[0038]本专利技术的目的在于针对现有技术的不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，其特征在于：以质量份数计，包括如下成分：TCNC/Cu NPs复合材料：2～5份、去离子水：20～25份、水性聚氨酯溶液：20～25份；其中，TCNC/Cu NPs复合材料采用如下方法制备：步骤1
‑
1)：将2～4份CNC溶于200～250份去离子水得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中加入17
‑
19份氧化剂后滴加氢氧化钠使之pH稳定在10
‑
10.5，离心洗涤，冷冻干燥得到TCNC；步骤1
‑
2)：将2～3份TCNC溶于80
‑
100份去离子水中得到TCNC悬浮液，向TCNC悬浮液依次加入1
‑
4份铜盐、1
‑
8份还原剂和0.5
‑
4份氢氧化钠、而后离心洗涤干燥得到所述TCNC/Cu NPs复合材料。2.根据权利要求1所述的一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，其特征在于：所述步骤1
‑
1)中：CNC是由2
‑
4质量份的MCC在100
‑
200质量份64％的硫酸溶液中水解得到；所述氧化剂采用TEMPO、NaBr、NaClO中的一种或多种组合；所述步骤1
‑
2)中，所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜和氯化铜中的一种；还原剂为抗坏血酸和/或柠檬酸钠。3.根据权利要求1所述的一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，其特征在于：步骤1
‑
1)中氧化剂共计18质量份，为2份TEMPO、1份NaBr和15份NaClO的组合；步骤1
‑
2)中还原剂为1
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4份，氢氧化钠为0.5
‑
2份。4.根据权利要求1所述的一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，其特征在于：所述的抗菌增强水性聚氨酯复合材料为厚度为0.25～0.30mm的薄膜；所述的水性聚氨酯溶液采用固含量为35wt％水性聚氨酯溶液。5.根据权利要求1所述的一种抗菌增强水性聚氨酯复合材料，其特征在于：以质量份数计：包括如下成分：TCNC/Cu NPs复合材料：2份、去离子水：20份、水性聚氨酯溶液：25份；其中，TCNC/Cu NPs复合材料采用如下方法制备：步骤1
‑
1)：将2份CNC溶于200份去离子水得到CNC悬浮液，在CNC悬浮液中依次加入2份TEMPO、1份NaBr、15份NaClO，滴加氢氧化钠使之pH稳定在10
‑
10.5，离心洗涤冷冻干燥得到TCNC；步骤1
‑
2)：将2份TCNC溶于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建，胡潇潇，赵永欢，史晨，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：