[发明专利]一种水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法,以聚四氢呋喃二醇为软段，异佛尔酮二异氰酸酯为硬段，二月桂酸二丁基锡为催化剂，N‑甲基二乙醇胺为亲水型扩链剂，并用冰乙酸进行中和制备，使用苯扎氯铵水溶液乳化，得到具有抗菌效果的水性聚氨酯涂料。干燥成膜后，可得到具有抗菌效果的聚氨酯涂层。本发明克服了涂料本身不具有抗菌性的问题，扩大了聚氨酯涂料的应用范围。

技术领域

本发明属于聚合物改性技术领域，更加具体地说，涉及一种水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法，将聚氨酯与一种抗菌剂进行混合，使聚氨酯涂层达到抗菌的效果。

背景技术

聚氨酯可看作是一种含软链段和硬链段的共聚物，软段由低聚物多元醇组成，硬段由多异氰酸酯与小分子扩链剂组成。聚氨酯具有优异的耐磨性、耐化学品、耐油性、较强的附着力、低温固化性、柔韧好、耐高低温、环保等优点。聚氨酯涂料发展迅猛，应用广泛，主要用做家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料、金属涂料等。对聚氨酯涂料加以改性，可得到适用于不同场合的特殊涂料。

细菌存在范围广，繁殖速度快，在厨房、餐厅、医院、各种公共场合容易滋生细菌，严重影响人类健康。因此综合考虑各种杀菌方法，生产具有抗菌性能的材料非常重要，抗菌涂料可以很好的保护基体表面，抑制表面细菌增长，广泛的应用于医疗卫生、食品安全、家具防霉等领域。苯扎氯铵又名氯化烃基二甲基代苯甲胺，是一种阳离子表面活性剂，属非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，在医疗消毒和工业杀菌都有非常广泛的应用。如果将聚氨酯和苯扎氯铵进行混合，可以在保留聚氨酯原有优异性能的基础上，增加抗菌性，扩大聚氨酯涂料的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，对聚氨酯涂料进行改性，提供一种水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法，采用阳离子体系，将聚氨酯和抗菌剂苯扎氯铵进行混合，使苯扎氯铵在聚氨酯中均匀分布，获得具有抗菌性能的聚氨酯涂料。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀后加入催化剂，在70-90℃条件下反应1-3小时，其中聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(5-10)：(5-13)；

在步骤1中，聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为5：(10—13)。

在步骤1中，将聚四氢呋喃聚醚二醇，真空脱水通入保护气后，加入异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，保护气味惰性保护气体，如氮气、氦气或者氩气。

在步骤1中，在80-90℃条件下反应2-3小时。

在步骤1中，催化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为0.1—0.5体积份，每一体积份为1ml。

步骤2，将经过步骤1反应的体系降至45—50℃，使用丙酮对步骤1得到的预聚物进行稀释，向稀释后的体系中加入N-甲基二乙醇胺，在50-70℃反应1-5小时，其中N-甲基二乙醇胺和聚四氢呋喃二醇的摩尔比为(5—30):(5—10)，丙酮用量为预聚物质量的20-40％；

在步骤2中，N-甲基二乙醇胺和聚四氢呋喃二醇的摩尔比为(10—20):(5—10)。

在步骤2中，丙酮用量为预聚物质量的30-40％。

在步骤2中，在50-60℃反应3-5小时。

步骤3，将经过步骤2反应的体系降至40±2℃，加丙酮进行稀释，再加入和N-甲基二乙醇胺等摩尔的冰乙酸进行中和，其中丙酮用量为经过步骤2反应的体系质量的20—40％

在步骤3中，丙酮用量为经过步骤2反应的体系质量的30—40％。