[发明专利]一种抗菌水性聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明属于水性高分子材料合成领域，具体涉及一种抗菌水性聚氨酯树脂及其制备方法。其制备步骤包括预聚体制备、乳化过程、脱溶过程，本发明将含有活泼氢的三嗪类化合物作为水性聚氨酯合成的扩链剂/交联剂，通过与二异氰酸酯反应，将三嗪环接入水性聚氨酯分子链上，赋予水性聚氨酯树脂以三嗪类化合物的生物活性。解决了现有技术的普通水性聚氨酯树脂存在的易引起细菌、病毒或其他微生物的滋生和繁衍的缺点，同时可以克服天然抗菌剂的耐热性差、无机抗菌的加工和使用的困难以及有机抗菌的分解产物有毒易析出的缺点，适用于医疗器械领域。

技术领域

本发明属于水性高分子材料合成领域，具体涉及一种抗菌水性聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

目前，抗菌材料主要的研究方向是纳米无机抗菌材料，但在研究有机抗菌剂和具有天然抗菌高分子的抗菌机理后，人们根据有机抗菌剂和具有天然抗菌高分子的抗菌机理进行分子设计，将有机抗菌剂和具有天然抗菌高分子特点结合起来合成具有抗菌性能的高分子。合成高分子抗菌剂可以克服天然抗菌剂的耐热性差，无机抗菌的加工和使用的困难以及有机抗菌的分解产物有毒易析出的缺点，又可以通过合成具有不同力学性能和生物性能的新型抗菌复合功能材料。

水性聚氨酯材料作为一种环保型材料，具有干燥速率快、出色的柔软性和抗冲击性、出色的耐磨性、不易燃、易于水洗、低VOC等优点，越来越受到人们的青睐，在木地板涂料与抛光剂、乙烯基装饰面漆、汽车底漆、塑料表面用涂料、印刷油墨、玻璃纤维涂料、皮革涂饰剂、粘合剂等领域得到广泛应用。同时，由于水性聚氨酯由于的生物相容性，其在医疗器械领域有着广泛的应用前景，如聚氨酯安全套、手套等。水性聚氨酯，水与聚氨酯本身为细菌的营养成分，加上储存或使用时间长，因此容易引起细菌、病毒或其他微生物的滋生和繁衍，限制了其在医疗器械领域的应用。如果在水性聚氨酯分子链中引入抗菌的官能团，可以有效的拓展水性聚氨酯材料的应用。公开号为CN108530601A的中国专利文献公布一种自灭菌型薄壁材料用纳米银水性聚氨酯树脂的制备方法，通过原位聚合在水性聚氨酯中引入抗菌的纳米银，使得聚氨酯薄壁制品具有一定的灭菌效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种抗菌水性聚氨酯树脂的制备方法；

本发明要解决的另一个技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种抗菌水性聚氨酯树脂；

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为提供一种抗菌水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1、预聚体制备：将10～40质量份的聚醚/聚酯二元醇投入反应釜，搅拌加热至100～110℃，在-0.1MPa压力条件下真空脱水至聚醚/聚酯二元醇的含水量在0.03wt％以下，降温至30～60℃，加入3～10质量份的二异氰酸酯，搅拌升温至80～90℃，保温反应2～3小时后，再降温至40～60℃，投入0.5～1.5质量份的亲水扩链剂、0.1～0.8质量份的三嗪类化合物、0.2～1.2质量份的小分子扩链剂和1～5质量份的丙酮，搅拌升温至70～75℃后反应4～8小时，然后降温至10～20℃，加入0.2～1.1质量份的成盐剂和10～20质量份的丙酮，搅拌5～60min，获得预聚体；

S2、乳化过程：将预聚体转移至乳化器中，在1000～1400r/min的高速搅拌下将40～50质量份的冰水混合物加入预聚体中，乳化后继续搅拌5min，然后将转速调整至200～800r/min，加入1～3质量份的后扩链剂水溶液，继续搅拌3～5小时；

S3、脱溶过程：将上述步骤S2制得的乳液升温至40～45℃，在-0.09MPa压力条件下脱去乳液中的丙酮，制得灭菌型水性聚氨酯树脂。

作为上述抗菌水性聚氨酯树脂的制备方法进一步的改进：

优选的，步骤S1中所述聚酯/聚醚二元醇的分子量为1000～4000g/mol。