【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯材料制备领域，具体涉及一种抗菌功能化的聚氨酯材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯自1937年由奥托·拜耳专利技术以来经过将近一个世纪的发展已经成为了人类生活中不可或缺的一种材料。聚氨酯的应用已经深入了社会发展中的方方面面，在服装，医药，汽车，建筑，装饰等领域中都发挥着重要作用。使用不同配方调配或生产方式可以合成出不同性质的聚氨酯，比如软泡，硬泡，乳液，弹性体等。聚氨酯的合成通常使用异氰酸酯和多元醇，通过异氰酸酯中的异氰酸酯基和多元醇中的醇羟基发生聚合反应生成聚氨酯。
2、近年来，为了更好的对聚氨酯材料进行应用，关于对聚氨酯材料功能化的研究越来越多，随着聚氨酯材料在服装、家居等领域的应用越来越广泛，为了满足人们对健康的需求，着手于提升聚氨酯抗菌性能的研究也随之增多。目前聚氨酯材料抗菌功能化的主要难点主要在于：在制备过程中直接加入抗菌材料，抗菌材料与制备聚氨酯的原料难以混合均匀，可能会影响发泡及影响制备的聚氨酯材料的一致性、柔韧性等性能，并且制备的聚氨酯材料由于抗菌试剂的不断快速暴露在空气中，使得制备的聚氨酯材料无法长期稳定发挥抗菌性能。
3、目前抗菌聚氨酯材料的实现抗菌功能化的主要手段有两方面，第一个方面是在聚氨酯制备过程中进行功能化。由于异氰酸酯能和多种亲核试剂反应，因此在对聚氨酯功能化的过程中，在异氰酸酯分子主链进行功能化具有诸多限制，而通过对多元醇进行功能化的方法来实现聚氨酯的抗菌功能化被采用。如文献wang,ch.,hou,gg.,du,zz.etal.synthesis,c
4、第二个方面为对制备好的聚氨酯材料进行功能化改性，如文献ghorbani,farnaz,zamanian,ali and torabinejad,bahman."the effect of oxygen plasma pretreatmenton the properties of mussel-inspired polydopamine-decorated polyurethanenanofibers"journal of polymer engineering,vol.40,no.2,2020,pp.109-119，报道了使用氧等离子体对已成型的聚氨酯材料表面进行改性，将聚氨酯抗菌功能化。但是该方法使用氧等离子体创造的改性界面化学性质不稳定，在经过摩擦或过多暴露在使用环境中后抗菌功能容易退化，无法长效抗菌。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种抗菌功能化的聚氨酯材料及其制备方法，具体技术方案为：
2、本专利技术的第一个方面，提供了一种抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，包括：
3、步骤1、将多元醇、羟基官能化微胶囊、胺催化剂、有机锡催化剂、水和表面活性剂混合均匀，得到白料；
4、步骤2、在白料中加入异氰酸酯和3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷快速搅拌，然后将反应后所得物料静置发泡成型；
5、步骤3、将步骤2所得物料干燥后得到所述抗菌功能化的聚氨酯材料。
6、具体的，步骤1中加入的多元醇、羟基官能化微胶囊、胺催化剂、有机锡催化剂、水和表面活性剂与步骤2中加入的异氰酸酯、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的质量比为35～45：3～8：0.5～1：0.3～0.5：0.5～1：1～1.3。
7、具体的，步骤2中加入的所述异氰酸酯、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与步骤1中加入多元醇的质量比为：40～50：0.5～3：35～45。
8、具体的，步骤2中所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯及六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
9、具体的，步骤1中所述多元醇选自聚醚多元醇和聚酯多元醇中的至少一种；
10、更具体的，所述聚醚类多元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚丙烯醚三元醇；所述聚酯多元醇包括聚己内酯三醇和聚己内酯二元醇；选择聚醚多元醇或聚酯多元醇以及加入3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷可以提高羟基官能化微胶囊在体系中的分散性，进而避免了微胶囊不易分散和因混料不均导致的发泡塌陷及一致性差等问题；
11、具体的，步骤1中所述胺催化剂选自三丁胺、三乙胺及十二烷基二甲基胺中的至少一种。
12、具体的，步骤1所述有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的至少一种。
13、具体的，步骤1中所述表面活性剂选自聚硅氧烷-氧化烯烃的嵌段共聚物、液体石蜡、聚丁二烯及甲基聚硅氧烷中的至少一种；
14、更具体的，所述聚硅氧烷-氧化烯烃的嵌段共聚物可以稳定泡沫、乳化原料体系及提高开孔率，所述聚硅氧烷-氧化烯烃的嵌段共聚物的结构通式为：
15、
16、更具体的，r1、r2为具有1～4个碳原子的烷基，b为1～2，a为3～5。
17、具体的，步骤1中所述羟基官能化微胶囊的粒径为3～7μm，壳材为聚氨酯；羟基化微胶囊的粒径要控制在合适范围，粒径太大会影响分散，并且更易塌缩；
18、具体的，所述羟基官能化的微胶囊的芯材为抗菌试剂，所述抗菌试剂选自ag、zn、cu、tio2中的一种，还可以选自抗菌精油中的一种，所述抗菌精油包括茶树精油、肉桂精油、丁香精油、葡萄柚精油及百里香精油；
19、更具体的，羟基官能化的微胶囊为羟基官能化的抗菌微胶囊，其制备方法包括：
20、(1)将16～22份的3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷溶于有机溶剂，然后与4～10份的多元醇混合，并在40～90℃下反应16～24h，得到聚氨酯预聚体；
21、(2)取4～10份聚氨酯预聚体，在60～80℃下加入4～20份的抗菌试剂混合，得浆料；
22、(3)将5～8份的阿拉伯树胶与30～80份的水混合，并在室温下搅拌4～8h，得到混合液，然后将浆料加入到混合液中，在室温下及800～1600rpm下乳化30～80min，得水包油乳液；
23、(4)将水包油乳液加热到40～90℃，然后向水包油乳液中加入6～10份的多元醇，以800～1500rpm的速度搅拌40～100min，得羟基官能化的抗菌微胶囊。
24、采用该方法制备的羟基官能化抗菌微胶囊，羟基官能化程度较高，且其壳材与制备聚氨酯的体系有较好的相容性，并且具有较好的缓释效果；
25、更具体的，步骤(1)中有机溶剂选自环己酮、丙酮中的至少一种。
26、更具体的，步骤(2)和步骤(4)中所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中加入的多元醇、羟基官能化微胶囊、胺催化剂、有机锡催化剂与水和表面活性剂的质量比为35～45：3～8：0.5～1：0.3～0.5：0.5～1：1～1.3。
3.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯及六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述多元醇选自聚醚多元醇和聚酯多元醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述羟基官能化微胶囊的粒径为4～7μm，壳材为聚氨酯。
6.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述胺催化剂选自选自三丁胺、三乙胺及十二烷基二甲基胺中的至少一种。
7.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚
8.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述羟基官能化微胶囊为羟基官能化的抗菌微胶囊。
9.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤2中加入的所述异氰酸酯、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与步骤1中加入多元醇的质量比为：40～50：0.5～3：35～45。
10.一种如权利要求1～9任一项所述方法制备的抗菌功能化的聚氨酯材料。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中加入的多元醇、羟基官能化微胶囊、胺催化剂、有机锡催化剂与水和表面活性剂的质量比为35～45：3～8：0.5～1：0.3～0.5：0.5～1：1～1.3。
3.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯及六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述多元醇选自聚醚多元醇和聚酯多元醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的抗菌功能化的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述羟基官能化微胶囊的粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：万紫瑶，陈俊武，艾军保，
申请(专利权)人：武汉中科先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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