一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法

一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，将N,N′,N〃-三(2,3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰)-1,5,10-三氮杂癸烷与异佛尔酮二异氰酸酯按重量比1:1.2~1:2.5混合，加入增效剂和氯前列烯醇钠，于50~70℃下反应2~3h，得到聚氨酯预聚体A；向预聚体A加入为预聚体A重量1.2~3.2％的扩链剂和预聚体A重量12~25％的溶剂，于65~85℃条件下反应1.5~3.5h，加入预聚体A重量为10~15%的三乙胺进行中和反应30~50min，加水和十二烷基磺酸钠进行乳化，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料。所制备的阻燃与抗菌性聚氨酯环保、价格低廉，广泛应用于墙体、家具、金属器具表面，作为塑料、玻璃、造纸、纺织的粘合剂。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚氨酯涂料的制备方法，特别涉及一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料 的制备方法。 一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法

【背景技术】
[0002] 聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂等方面，喷涂于 内外墙体、家具、金属器具表面的涂料和油漆，每时每刻都在与人类直接或间接接触，有毒、 有害涂料已也时刻威胁着人们的健康。由于使用的领域常接触太阳光，由于太阳光线中含 有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290?460nm，这些有害的紫外光通过化学上的 氧化还原作用，使涂料发生颜色的变化。
[0003] 聚氨酯合成常采用二月桂酸二丁基锡做催化剂，但由于重金属锡在随着聚氨酯的 降解而对环境造成危害，筛选化工材料对二月桂酸二丁基锡对催化残余的锡进行固定，降 低聚氨酯涂料残余物对环境的危害。
[0004] 在众多杂环化合物中，1，2, 4-三唑类衍生物以其具有高效、广谱、低毒、内吸性等 特点成为药物中间体开发研究的热门领域。在农药、医药、橡胶助剂等方面有着非常广泛 的用途[1]。在医药方面有能够止痛消炎、降血压、抗结核、抗肿瘤、抗菌抗病毒、抗微生物， 可以舒张血管、镇静抗焦虑、抗痉挛、抗HIV等重要的药理活性。在农药方面，对植物有抗 菌、除草、杀虫杀螨和生长调节等多种多样 的生物活性，同时具有高效、广谱、低毒、内吸性等特点。
[0005] 1，2, 4-三唑类杂环衍生物也可在酸性介质中用作金属的高 水性聚氨酯（又称水基聚氨酯）是一种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯 树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。水性 聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂、铸钢涂料等方面，所涉 及的几乎都是易燃材料，这些材料在使用时如未经阻燃处理，必然成为引发火灾的安全隐 患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。
[0006]


【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，提供一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法， 选择二月桂酸二丁基锡作催化剂，具有阻燃性和抗菌性的Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羟 基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷与异佛尔酮二异氰酸酯进行反应，利用增效剂 和氯前列烯醇钠对二月桂酸二丁基锡进行固定，用抗菌性材料作为扩链剂，具有阻燃性的 材料做溶剂进行反应，提高聚氨酯的阻燃和抗菌性。
[0007] -种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于： (1)、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，将Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羟 基-5-磺酸基苯甲酰）_1，5, 10-三氮杂癸烷与异佛尔酮二异氰酸酯按重量比1:1.21 :2. 5 混合，加入增效剂和氯前列烯醇钠，于5(T70°C下反应2~3h，得到聚氨酯预聚体A，所述催化 剂用量为Ν，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷与异佛尔 酮二异氰酸酯总重量的0.12?0.26%，增效剂和氯前列烯醇钠用量分别为Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二 丁基锡总重量的0. 12?0. 38%和0. 1?0. 3% ; (2)、向预聚体A加入为预聚体A重量1. 2~3. 2 %的扩链剂和预聚体A重量12~25 %的 溶剂，于65?85°C条件下反应1. 5?3. 5h，按预聚体A重量为1(Γ15%的三乙胺进行中和反应 3(T50min，加水和十二烷基磺酸钠进行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料，十二烷基 磺酸钠为预聚体A重量的0. 2~0. 5%; 增效剂为1_(2, 4, 6-三异丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、5-(2-溴苯 基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺、曲康唑中的任意一种；扩链剂为8-氮杂鸟嘌呤、3-氨 基-5-邻甲苯基-4H-1，2, 4-三唑、5-(吡啶-4-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺、5-(吡 啶-3-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、头孢曲嗪、1- (2, 4, 6-三异丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、 5_ (3-硝基苯基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺的任意一种；溶剂为三亚乙基硫代磷酰胺、对硫磷 的一种。
[0008] 本发明具有以下特点： (1) 增效剂和氯前列烯醇钠对催化剂进行固定，降低了聚氨酯的毒性； (2) 选择抗菌性材料为扩链剂，提高了抗菌效果； (3) 阻燃性和抗菌性的N，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5，10_三 氮杂癸烷做预聚单体，使性能大幅提高。
[0009] (4)阻燃性材料做溶剂，使聚氨酯的阻燃性能大幅提高。

【具体实施方式】 [0010] 下面结合实例进一步说明本发明。
[0011] 实例一 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷40g与异佛尔酮二异氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 09g存在的条件下，加入1-(2, 4, 6-三异丙基苯磺 酰）-1，2, 4-三唑0. 08g和氯前列烯醇钠0. 07g，于50°C下反应2h，得到73g聚氨酯预聚体 A ； (2) 、向预聚体A加入8-氮杂鸟嘌呤0. 88g和三亚乙基硫代磷酰胺8. 8g，于65°C条件 下反应1. 5h，加入三乙胺7. 3g进行中和反应30min，加水150g和十二烷基磺酸钠0. 14g进 行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料。
[0012] 实例二 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷83. 3g与异佛尔酮二异氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 3g存在的条件下，加入5- (2-溴苯基）-4H-1，2, 4-三 唑-3-胺0. 44g和氯前列烯醇钠0. 35g，于70°C下反应3h，得到116g聚氨酯预聚体A ; (2) 、向预聚体A加入3-氨基-5-邻甲苯基-4H-1，2, 4-三唑3. 7g和对硫磷29g，于 85°C条件下反应3. 5h，加入三乙胺17. 4g进行中和反应50min，加水150g和十二烷基磺酸 钠〇. 58g进行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料。
[0013] 实例三 (1)、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷61. 6g与异佛尔酮二异氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 18g存在的条件下，加入曲康唑0. 24g和氯前列烯醇钠 0. 19g，于60°C下反应2. 5h，得到95g聚氨酯预聚体A ; (2)、向预聚体A加入5-(批啶-4-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺2. lg和三亚乙基硫代 磷酰胺17. 6g，于75°C条件下反应2. 5h，加入三乙胺11.9g进行中和反应40min，加水150g 和十二烷基磺酸钠〇. 33g进行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料。
[0014] 实例四 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷40g与异佛尔酮二异氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 09g存在的条件下，加入1-(2, 4, 6-三异丙基苯磺 酰）-1，2, 4-三唑0. 08g、氯前列烯醇钠0. 07g和阿米替林0. 3g，于65°C下反应2h，得到73g 聚氨酯预聚体A ; (2) 、向预聚体A加入5-(批啶-3-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺0. 88g、三亚乙基硫代 磷酰胺8. 8g和氯硝柳胺0. lg，于65°C条件下反应1. 5h，加入三乙胺7. 3g进行中和反应 30min，加水150g、十二烷基磺酸钠0. 14g和组胺磷酸盐0. lg进行乳化30min，得阻燃与抗 菌性聚氨酯涂料。
[0015] 实例五 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷83. 3g与异佛尔酮二异氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 3g存在的条件下，加入5- (2-溴苯基）-4H-1，2, 4-三 唑-3-胺0. 44g、氯前列烯醇钠0. 35g和盐酸丙嗪0. 21g，于70°C下反应3h，得到116g聚氨 酯预聚体A ; (2) 、向预聚体A加入头孢曲嗪3. 7g、对硫磷29g和呋噻米0. 2g，于85°C条件下反应 3. 5h，加入三乙胺17. 4g进行中和反应50min，加水150g、十二烷基磺酸钠0. 58g和胱胺二 盐酸盐0. 1 lg进行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料。
[0016] 下面通过相关实验数据进一步说明本发明的有益效果： 表1阻燃与抗菌性聚氨酯涂料所成膜对供试菌种的抗菌率（％)

【权利要求】
1. 一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于： (1) 、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，将Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羟 基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷与异佛尔酮二异氰酸酯按照重量比1:1. 2?1 :2. 5混合，加入增效剂和氯前列烯醇钠，于5(T70°C下反应2~3h，得到聚氨酯预聚体A，所述 催化剂用量为Ν，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷与 异佛尔酮二异氰酸酯总重量的0.12 ~0. 26%，增效剂和氯前列烯醇钠用量分别为Ν，Ν'，Ν 〃-三（2, 3-二羟基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮杂癸烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二月 桂酸二丁基锡总重量的0. 12?0. 38%和0. 1?0. 3% ; (2) 、向预聚体Α加入为预聚体Α重量1. 2~3. 2 %的扩链剂和预聚体Α重量12~25 %的 溶剂，于65?85°C条件下反应1. 5?3. 5h，按预聚体A重量为1(Γ15%的三乙胺进行中和反应 3(T50min，加水和十二烷基磺酸钠进行乳化30min，得阻燃与抗菌性聚氨酯涂料，十二烷基 磺酸钠为预聚体重量的〇. 2~0. 5%。
2. 如权利要求1所述的一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在 于：增效剂为1-(2,4,6_三异丙基苯磺酰）-1，2,4_三唑、5-(2-溴苯基）-4Η-1，2, 4-三 唑-3-胺、曲康唑中的任意一种。
3. 如权利要求1所述的一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特 征在于：扩链剂为8-氮杂鸟嘌呤、3-氨基-5-邻甲苯基-4H-1，2, 4-三唑、5-(吡 啶-4-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、5-(吡啶-3-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、头孢曲嗪、 1-(2, 4, 6-三异丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、5-(3-硝基苯基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺的任 意一种。
4. 如权利要求1所述的一种阻燃与抗菌性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于： 溶剂为三亚乙基硫代磷酰胺、对硫磷的一种。
【文档编号】C08G18/16GK104087145SQ201410346698
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】段宝荣, 高晓琳, 张建国 申请人:段宝荣