一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法，包括以下工艺：取木质素多元醇、季铵化木质素、催化剂、去离子水、负离子粉末混合，加入异氰酸酯，搅拌，入模发泡，熟化，脱模，得到聚氨酯泡沫材料。本发明专利技术通过双键聚合将含有环氧基团的聚硅氧烷引入木质素中，并与N,N

【技术实现步骤摘要】
一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及抗菌泡沫
，具体为一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯泡沫具有质量轻、保温隔热等性能特点，是重要的高分子材料之一，广泛应用于各行各业中。传统的聚氨酯泡沫材料为石油基多元醇和异氰酸酯制得。因环境恶化和石化资源短缺等问题日益凸显，生物基多元醇被越来越多的使用。但在现有的由生物基多元醇制备的聚氨酯泡沫材料在使用时，如作为过滤材料，物料的通过常会带来细菌的污染。因此，我们提出一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料的制备方法，包括以下工艺：取木质素多元醇、季铵化木质素、催化剂、去离子水、负离子粉末混合，加入异氰酸酯，搅拌，入模发泡，熟化，脱模，得到聚氨酯泡沫材料。
[0005]进一步的，所述木质素多元醇、季铵化木质素、催化剂、去离子水、负离子粉末的质量比为（88～92）:（8～12）:（0.90～1.15）:0.3:（5.0～15.0）。
[0006]进一步的，所述物料体系中NCO/OH的比值为1.0～1.2。
[0007]进一步的，所述木质素多元醇由以下工艺制得：将聚乙二醇、丙三醇混合，加入浓硫酸，搅拌，加入酶解木质素，在氮气氛围中，于138～145℃反应50～80min；冷却至室温，利用氢氧化钠水溶液中和体系酸性，置于60～80℃干燥3～12h去除水分，得到木质素多元醇。
[0008]进一步的，聚乙二醇400、丙三醇、浓硫酸、酶解木质素的质量比为（3.8～4.2）:1:（0.42～0.48）:（1.2～1.7）；进一步的，聚乙二醇400来源于陶氏化学；进一步的，酶解木质素来源于锦州市凌宇化工有限公司，木质素含量80%，残余糖分为3.0%，水分12.0%。
[0009]在上述技术方案中，聚乙二醇和丙三醇在浓硫酸的催化作用下与木质素反应，生成木质素多元醇；木质素上的酚羟基与聚乙二醇的羟基之间脱水发生醚化反应，将酚羟基转化为醇羟基，提高了木质素的反应活性，使其羟基与异氰酸酯根反应生成氨基甲酸酯基团。
[0010]进一步的，所述季铵化木质素由以下工艺制得：1.1.不饱和硅氧烷的制备：
取γ
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基烯丙基二甲氧基硅烷混合，加入1,2
‑
丙二醇、去离子水的混合溶液，利用盐酸调节pH至4～6，加热至35～50℃，搅拌反应5～12h；水洗，干燥，得到不饱和硅氧烷；进一步的，γ
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基烯丙基二甲氧基硅烷、去离子水的质量比为5:（1.6～2.8）:（9.9～11.7）；进一步的，去离子水、1,2
‑
丙二醇的体积比为（1～5）:（5～9）；1.2.不饱和木质素的制备：将木质素多元醇与二甲基亚砜混合，加热至48～55℃，搅拌30～60min；缓慢加入浓硫酸混合，加入丙烯酰氯，回流反应4～5h；加入去离子水，沉淀，抽滤，洗涤，干燥，得到不饱和木质素；进一步的，木质素多元醇中羟基、丙烯酰氯的摩尔比为1:（1.0～1.1）；进一步的，木质素多元醇、二甲基亚砜的比例为50～60g/L；进一步的，浓硫酸（质量分数98%）、丙烯酰氯的体积比为用量为（5～25）:100；1.3.有机硅的引入：取二甲基亚砜、异辛烷混合，得到混合溶液，加入不饱和木质素、不饱和硅氧烷、过氧化二苯甲酰，升温至60～68℃反应100～150min，得到有机硅改性木质素；进一步的，二甲基亚砜、异辛烷的体积比为1:（0.5～1.2）；进一步的，不饱和木质素、不饱和硅氧烷、过氧化二苯甲酰的质量比为100:（10～20）:（1.0～2.0）；进一步的，不饱和木质素、混合溶液的比例为30～50g/L；1.4.季铵化木质素的制备：加入N,N
‑
二甲基十二烷基胺、乙酸，60～68℃恒温反应150～200min，减压蒸馏去除溶剂，得到季铵化木质素。
[0011]进一步的，γ
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N,N
‑
二甲基十二烷基胺、乙酸的摩尔比为1:（1.0～1.1）:（9.9～10）。
[0012]在上述技术方案中，木质素多元醇中的羟基与酰氯反应，将双键接枝与木质素链上，得到不饱和木质素；将环氧硅氧烷与双键硅氧烷共同水解制备得到具有环氧基团和双键的硅氧烷，命名为不饱和硅氧烷；在引发剂过氧化二苯甲酰的作用下，不饱和木质素中的双键与不饱和硅氧烷中的双键发生聚合反应，将有机硅引入木质素上，得到有机硅改性木质素；将有机硅改性木质素中的环氧基团与N,N
‑
二甲基十二烷基胺中的叔胺反应，得到季铵化木质素，并反应生成羟基，在木质素分子链上增加了有机硅、季铵盐和烷基长链，提高了所制季铵化木质素的柔韧性和抗菌性。与木质素多元醇混合，共同作为多元醇参与聚氨酯的制备，在赋予聚氨酯泡沫抗菌性能的同时，有助于提高所制聚氨酯泡沫的柔韧性和回弹性，改善其抗压缩变形性能，使其具有良好的弹性回复能力。
[0013]进一步的，所述负离子粉末经过表面改性，表面改性工艺如下：取乙醇、去离子水混合，加入负离子粉末，搅拌均匀，利用乙酸调节pH至3.8～4.5，加入γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，超声分散，在氮气氛围中，65～75℃搅拌反应3.5～4.7h；无水乙醇洗涤，干燥，得到偶联改性电气石；取异丙醇、三甲基硅烷基二乙胺混合，加入偶联改性电气石超声分散，利用乙酸中
和碱性，40～50℃恒温反应4～6h；水洗，干燥，得到季铵化木质素；进一步的，乙醇、去离子水的体积比为9:1；进一步的，负离子粉末、醇水混合溶剂的质量比为1:（2～5）；进一步的，负离子粉末、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:（0.5～1.0）；进一步的，γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲基硅烷基二乙胺的摩尔比为1:（1.0～1.1）；进一步的，偶联改性电气石、异丙醇的质量比为1:（3～10）；进一步的，负离子粉末为镁电气石，粒度为0.3～0.8μm；来源于河北燕新矿石加工厂；在上述技术方案中，电气石具有永久性自发电极效应，能够电气石周围空气中的水分子发生微弱的电解作用，将水分子电解为OH
‑
和H
+
；H
+
可由电气石电极之间的微弱电流中得到电子，OH
‑
与水分子结合形成空气负离子，OH
‑
+nH2O
→
OH
‑
（H2O）n，具有抑菌性能；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：取木质素多元醇、季铵化木质素、催化剂、去离子水、负离子粉末混合，加入异氰酸酯，搅拌，入模发泡，熟化，脱模，得到聚氨酯泡沫材料。2.根据权利要求1所述的一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于：所述木质素多元醇、季铵化木质素、催化剂、去离子水、负离子粉末的质量比为（88～92）:（8～12）:（0.90～1.15）:0.3:（5.0～15.0）。3.根据权利要求1所述的一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于：所述季铵化木质素由以下工艺制得：将木质素多元醇与二甲基亚砜混合，加热至48～55℃，搅拌30～60min；缓慢加入浓硫酸混合，加入丙烯酰氯，回流反应4～5h；加入去离子水，沉淀，抽滤，洗涤，干燥，得到不饱和木质素；取二甲基亚砜、异辛烷混合，得到混合溶液，加入不饱和木质素、不饱和硅氧烷、过氧化二苯甲酰，升温至60～68℃反应100～150min，得到有机硅改性木质素；加入N,N
‑
二甲基十二烷基胺、乙酸，60～68℃恒温反应150～200min，减压蒸馏去除溶剂，得到季铵化木质素。4.根据权利要求3所述的一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于：所述不饱和硅氧烷由以下工艺制得：取γ
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缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基烯丙基二甲氧基硅烷混合，加入1,2
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丙二醇、去离子水的混合溶液，利用盐酸调节pH至4～6，加热至35～50℃，搅拌反应5～12h；水洗，干燥，得到不饱和硅氧烷。5.根据权利要求1所述的一种含有负离子的抗菌型聚氨酯泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建明，张海峰，
申请(专利权)人：南通新艺材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：