一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂及其制备方法与流程

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1.本发明涉及水性聚氨酯树脂技术领域，具体涉及一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂及其制备方法。


背景技术：

2.水性聚氨酯由于具有安全、环保等特性被应用于越来越多的技术领域，水性聚氨酯皮革就是其中的一种应用。为了赋予皮革一定的抗菌性能以改善皮革的使用效果和延长皮革的使用寿命，本领域通常采用向聚氨酯原料中加入抗菌剂的技术手段，但这种外加抗菌剂的方式无法保证抗菌稳定性，抗菌持久性差，尤其经水洗后会出现抗菌性能骤降的问题。
3.本发明提供了一种自抗菌型水性聚氨酯树脂，无需外加抗菌剂即可实现抗菌效果，尤其是抑制溶血性链球菌，可用于制作医疗卫生领域的特种皮革。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂及其制备方法，该水性聚氨酯树脂采用银杏酸(c17)为封端剂，银杏酸(c17)是一种天然化合物，可以从银杏果种皮中提取，来源稳定，并且该水性聚氨酯树脂在应用过程中，无需外加抗菌剂就可以获得抗菌效果，使生产工艺更加简单、高效。
5.本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
6.本发明的第一个目的是提供一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂，包括以下重量份的原料：
[0007][0008][0009]
优选地，所述抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂包括以下重量份的原料：
[0010][0011]
优选地，所述大分子多元醇包括聚四氢呋喃醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚酯醚多元醇、生物基多元醇中的任意一种或多种。
[0012]
优选地，所述大分子多元醇的分子量为1000～3000。
[0013]
优选地，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或多种。
[0014]
优选地，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的任意一种或多种。
[0015]
优选地，所述小分子醇类扩链剂包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,6-乙二醇、1,3-丙二醇、二乙基戊二醇中的任意一种或多种。
[0016]
优选地，所述胺类扩链剂包括异氟尔酮二胺、二氨基环己基甲烷、三甲基乙二胺、聚醚胺中的任意一种或多种。
[0017]
优选地，所述催化剂为有机锡催化剂。
[0018]
优选地，所述成盐剂为三乙胺。
[0019]
本发明的第二个目的是提供一种抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂的制备方法，先将大分子多元醇和多异氰酸酯反应，然后加入亲水扩链剂、小分子醇类扩链剂和催化剂反应，再加入银杏酸(c17)反应，最后降温加入成盐剂中和，加冰水乳化后再加入胺类扩链剂，减压蒸馏，得到水性聚氨酯树脂。
[0020]
优选地，所述亲水扩链剂加入的同时加入甲基氨基甲酸甲酯。甲基氨基甲酸甲酯的主要作用是溶解亲水扩链剂，甲基氨基甲酸甲酯的加入量一般为乳液含量的2～3％。
[0021]
优选地，所述成盐剂加入之前添加适量丙酮降低粘度，丙酮用量可根据体系粘度酌情增加，所加入的丙酮会在反应结束后脱除。
[0022]
本发明的第三个目的是提供一种根据上述制备方法制备得到的抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂。
[0023]
本发明的第四个目的是提供上述抗菌型阴离子水性聚氨酯树脂在制备皮革中的用途。
[0024]
本发明的有益效果是：本发明采用银杏酸(c17)作为封端剂，所制得的水性聚氨氨脂干燥后自带抗菌效果，而银杏酸(c17)可以从银杏果皮中提取，来源安全、环保、稳定，且
银杏酸(c17)易溶于有机溶剂，可以和多异氰酸酯反应，提高了聚合反应稳定性，使生产工艺更加简单、高效，可广泛应用于皮革制造领域。
具体实施方式：
[0025]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0026]
实施例1
[0027]
将80g聚四氢呋喃醚多元醇(分子量为3000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入27g甲苯二异氰酸酯，升温至85℃保温反应2h，2h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入10g dmpa(二羟甲基丙酸)、2g 1,4-丁二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应3h，然后加入2g银杏酸(c17)在80℃下反应2.5h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯树脂样品1，固含量为35％。
[0028]
水性聚氨酯树脂乳液样品1对溶血性链球菌的抑菌率为98.4％(检测标准为astm e2315-03)，说明本发明乳液抗菌性能优异。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为16.8mpa，断裂伸长率为460.2％。将该水性聚氨酯树脂应用于制备皮革的配方中，可以得到抗菌性能优异的皮革。
[0029]
实施例2
[0030]
将78g聚环氧乙烷多元醇(分子量为2000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入24g异氟尔酮二异氰酸酯，升温至90℃保温反应2h，2h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入6g dmpa(二羟甲基丙酸)、2g甲基丙二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应3h，然后加入1.5g银杏酸(c17)在80℃下反应2.5h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯树脂样品2，固含量为34％。
[0031]
水性聚氨酯树脂乳液样品2对溶血性链球菌的抑菌率为97.6％(检测标准为astm e2315-03)，说明本发明乳液抗菌性能优异。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为18.4mpa，断裂伸长率为512.2％。将该水性聚氨酯树脂应用于制备皮革的配方中，可以得到抗菌性能优异的皮革。
[0032]
实施例3
[0033]
将75g聚酯醚多元醇(分子量为2000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入25g1,6-己二异氰酸酯，升温至90℃保温反应2h，2h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入6g dmpa(二羟甲基丁酸)、4g 1,4-丁二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应3h，然后加入2g银杏酸(c17)在80℃下反应3h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯
树脂样品3，固含量为34％。
[0034]
水性聚氨酯树脂乳液样品3对溶血性链球菌的抑菌率为97.2％(检测标准为astm e2315-03)，说明本发明乳液抗菌性能优异。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为24.0mpa，断裂伸长率为460.2％。将该水性聚氨酯树脂应用于制备皮革的配方中，可以得到抗菌性能优异的皮革。
[0035]
实施例4
[0036]
将76g聚环氧丙烷多元醇(分子量为1000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入26g二环己基甲烷二异氰酸酯，升温至90℃保温反应2h，2h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入7g dmpa(二羟甲基丁酸)、3g 1,4-丁二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应3h，然后加入1g银杏酸(c17)在80℃下反应2.5h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯树脂样品4，固含量为32％。
[0037]
水性聚氨酯树脂乳液样品4对溶血性链球菌的抑菌率为96.1％(检测标准为astm e2315-03)，说明本发明乳液抗菌性能优异。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为18.3mpa，断裂伸长率为502.2％。将该水性聚氨酯树脂应用于制备皮革的配方中，可以得到抗菌性能优异的皮革。
[0038]
实施例5
[0039]
将80g聚硅氧烷多元醇(分子量为3000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入24g1,4-环己烷二异氰酸酯，升温至90℃保温反应3h，两h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入5.5g dmpa(二羟甲基丁酸)、2g甲基丙二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应3h，然后加入1.6g银杏酸(c17)在80℃下反应3h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯树脂样品5，固含量为33％。
[0040]
水性聚氨酯树脂乳液样品5对溶血性链球菌的抑菌率为97.7％(检测标准为astm e2315-03)，说明本发明乳液抗菌性能优异。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为16.8mpa，断裂伸长率为662.4％。将该水性聚氨酯树脂应用于制备皮革的配方中，可以得到抗菌性能优异的皮革。
[0041]
对比例
[0042]
将78g聚四氢呋喃醚多元醇(分子量为2000)在105℃下脱水1h，然后降温至50℃，加入25g异氟尔酮二异氰酸酯，升温至90℃保温反应2h，2h测定nco含量，达到理论值时降温至50℃，然后加入6g dmpa(二羟甲基丁酸)、2g 1,4-丁二醇、0.4g催化剂和10g甲基氨基甲酸甲酯在80℃下反应5h，反应结束测定nco含量，然后降温至20℃，加入40g丙酮降粘和7.3g三乙胺中和，5min后高速剪切下加入去离子水，分散1min后，慢速滴加3g乙二胺，反应5min后减压蒸馏，脱去体系中的丙酮，即得到水性聚氨酯树脂样品6，固含量为35％。
[0043]
水性聚氨酯树脂乳液样品6对溶血性链球菌的抑菌率为5.6％(检测标准为astm e2315-03)。将乳液铺膜，凝固，得到水性聚氨酯膜，参照gb/t 1040-92《塑料拉伸性能实验方法》对得到的水性聚氨酯膜进行拉伸强度，断裂伸长率测试，测试结果；拉伸强度为20.8mpa，断裂伸长率为530.4％。
[0044]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。