[发明专利]抗菌聚醚型聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌聚醚型聚氨酯材料，特别涉及指的是大分子侧链上连接水杨醛和季铵盐抗菌功能基的聚醚型聚氨酯，属于功能材料领域。

技术背景

在涂料涂层成膜聚合物材料中引入杀生剂或抗菌剂是制造海洋防污涂料广泛使用、施工简单、成本低廉的方法。聚氨酯是一种已经商业化的海洋防污涂料成膜材料，分为粉末聚氨酯防污涂料、溶剂聚氨酯防污涂料和水性聚氨酯防污涂料等。季铵盐是使用近半个世纪的杀菌抗菌剂，具有生产工艺简单、使用安全有效特点，所以近年来人们将海洋防污涂料转向了季铵盐接枝改性聚氨酯涂料的研究。1992年US5084096公开了季铵盐改性聚氨酯涂料的高性能海洋防污涂料；US20080181862报道季铵盐改性聚硅氧烷聚氨酯涂料涂层的自抛光和抗海洋污损效果优异；CN201110143379.8和CN201110143380.0也同时提出了季铵盐改性聚硅氧烷聚氨酯涂料的防污多用途。然而所述技术存在海洋防污聚氨酯涂料杀生抗菌作用单一、原材料昂贵和生产技术复杂的缺陷。针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种抗菌聚醚型聚氨酯用作海洋防污聚氨酯涂料成膜材料。所述抗菌聚醚型聚氨酯指的是其高分子侧链上接有水杨醛和季铵盐两种抗菌功能基，所述抗菌聚醚型聚氨酯高分子侧链上的季铵盐具有杀生抗菌功效，同时其高分子侧链上的水杨醛也具有抗菌灭菌作用，所述水杨醛还具有重金属离子螯合功能，能够选择性吸附、富集海水中的重金属离子于所述聚氨酯涂层表面，其后抗菌杀生效能显著提高，实现了所述季铵盐、水杨醛和配合物之间抗菌杀生效能的协同。

发明内容

本发明提供一种抗菌聚醚型聚氨酯，是通过叔胺改性聚醚型聚氨酯和5-氯甲基水杨醛之间的季铵盐化反应制得的。

所述的叔胺改性聚醚型聚氨酯是以多元醇多缩水甘油醚、仲胺、多异氰酸酯为原料，通过开环加成反应和亲核加成反应制得的。

所述的多元醇多缩水甘油醚指的是乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、三甘醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、山梨醇六缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上。所述多元醇多缩水甘油醚的分子中含有两个以上的环氧环，可以与仲胺发生开环加成反应，生成了叔胺改性的聚醚多元醇，所述叔胺改性聚醚多元醇可用作制备聚氨酯的原料。反应式①表达了由多元醇多缩水甘油醚与所述仲胺的开环加成反应制备叔胺改性聚醚多元醇的过程：

其中反应式①中的指的是CH₂、CH或C链节，n选自2、3、4、5或6中的一种，R₁和R₂分别选自C₁～C₁₆烷基，由此推定所述的仲胺指的是二C₁～C₄烷基胺。

专业人员熟知聚醚多元醇是制备聚氨酯材料的原料，故此，所述叔胺改性聚醚多元醇可用作聚氨酯的原料，与多异氰酸酯进行亲核加成反应制得叔胺改性的聚醚型聚氨酯，反应式②表达了制备叔胺改性聚醚型聚氨酯的反应过程：

其中所述的多异氰酸酯指的是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸醋、萘二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、硫代磷酸三(4-苯基异氰酸酯)中的一种，由此推定，反应式②中的指的是所述多异氰酸酯分子中的烃基，反应式②中的指的是CH₂、CH或C链节，R₁和R₂分别选自C₁～C₁₆烷基，n选自2、3、4、5或6中的一种。

专业人员熟知叔胺改性聚醚型聚氨酯分子结构中的叔胺基可以与5-氯甲基水杨醛发生季铵盐化反应，从而在聚醚型聚氨酯分子的侧链上同时引入了季铵盐和水杨醛，反应式③表达了叔胺改性聚醚型聚氨酯分子侧链引入季铵盐和水杨醛的反应过程：

其中反应式③中的指的是CH₂、CH或C链节，指的是多异氰酸酯分子中的烃基，R₁和R₂分别选自C₁～C₁₆烷基，n选自2、3、4、5或6中的一种。

本发明提供的抗菌聚醚型聚氨酯的具体制备方法如下所述：

步骤一：叔胺改性聚醚多元醇的制备