[发明专利]一种高分子抗菌聚氨酯记忆棉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子抗菌聚氨酯记忆棉及其制备方法，所述高分子抗菌聚氨酯记忆棉通过以聚胍改性异氰酸酯预聚体、聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、泡沫稳定剂和复合胺催化剂为原料，聚胍改性异氰酸酯预聚体中将抗菌基团永久接枝在聚氨酯链段上，使得制备得到的高分子抗菌聚氨酯记忆棉，环保安全性好，并具有持久抗菌性能，有效解决现有技术中采用外加共混型抗菌聚氨酯因抗菌剂迁移而造成抗菌性能下降和污染的问题。数据显示，按照国标GB/T20944检测所得高分子抗菌聚氨酯记忆棉的抑菌率高达99％，水洗50次后检测抑菌率高达98.5％。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种高分子抗菌聚氨酯记忆棉及其制备方法。

背景技术

聚氨酯记忆棉属于聚氨酯材料的一种，是一种多嵌段共聚物，有着比较优越的热致型形状记忆功能，兼具塑料和橡胶的共性。聚氨酯记忆棉主要由低热转变温度的软段高分子和高热转变温度的硬段高分子组成，软段高分子一般由聚酯或者聚醚多元醇构成，是可逆相，硬段高分子由氨基甲酸酯链段分子通过极强的氢键相互作用构成，是固定相。由于聚氨酯中软段和硬段分子结构的不同，导致二者在热力学上有不相容性，产生微相分离，软段和硬段分子的热转变温度不同，使得聚氨酯在一定的温度下具有形状记忆功能。通过原料的选择和配比调节形状恢复温度，可以得到具有不同记忆温度的聚氨酯记忆棉材料。

聚氨酯记忆棉常用于人们生活起居场合，如床垫、枕头、沙发等。长期使用后，皮屑、汗渍等滞留在聚氨酯泡沫的孔隙中容易滋生细菌。因此材料本身的抗菌性能提升就非常有意义。根据抗菌剂组成元素的不同可分为无机抗菌剂和有机抗菌剂。无机抗菌剂包含纳米银、铜、二氧化钛、氧化锌等，有机抗菌则有多糖、多肽、壳聚糖等天然抗菌材料，抗生素、季铵盐、胍类化合物等合成有机抗菌材料。现有技术大多通过额外添加抗菌剂来实现抗菌效果。发明专利CN111440283A通过纳米银与远红外添加剂的协同效应提高记忆棉的抗菌效果，发明专利CN105400176A通过有机抗菌剂、纳米银抗菌剂、壳聚糖的复配提高了抗菌效果，但本质上还是外加共混的方式，容易发生迁移而造成抗菌性能的下降和环境污染。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种高分子抗菌聚氨酯记忆棉及其制备方法。本发明通过利用有机高分子抗菌剂预先与异氰酸酯反应，使得抗菌基团永久接枝在聚氨酯链段上，从而获得一种环保、安全并具有持久抗菌性能的记忆棉材料。

本发明所采用的技术方案为：

一种高分子抗菌聚氨酯记忆棉，包括以下原料组分：

聚胍改性异氰酸酯预聚体，30-60重量份；

聚醚多元醇Ⅰ,55-85重量份；

聚醚多元醇Ⅱ,15-40重量份；

泡沫稳定剂，0.5-2重量份；

复合胺催化剂，0.5-1.5重量份；

水，2-4重量份。

所述聚胍改性异氰酸酯预聚体采用如下方法制得：

(S1)取聚六亚甲基双胍盐酸盐溶解于聚醚多元醇Ⅰ中，得到混合物；

(S2)将步骤(S1)所述混合物在加热搅拌条件下滴加到异氰酸酯中，滴加完后恒温继续反应一段时间，冷却后，得到聚胍改性异氰酸酯预聚体。

步骤(S1)中，聚六亚甲基双胍盐酸盐的分子式为(C₈H₁₇N₅)_n·xHCl，n取12-16之间的自然数，所述聚六亚甲基双胍盐酸盐的添加量占聚醚多元醇Ⅰ质量的10％；

所述聚醚多元醇Ⅰ为环氧乙烷环氧丙烷共聚聚醚多元醇，其中EO含量大于等于50％，分子量3500-5000，官能度3-4，伯羟基封端≥80％，水分含量≤0.05％。