[发明专利]一种抗蛋白及微生物吸附的两性离子水性聚氨酯

摘要

本发明提供了一种抗蛋白及微生物吸附两性离子水性聚氨酯。其制备方法是先通过Eschweiler‑Clarke 甲基化反应制备出具有双羟基和叔氨基的单体—二甲氨基‑1,3‑丙二醇(PEDA)，然后通过加成聚合反应将PEDA引入到水性聚氨酯主链上，得到具有叔氨基的聚氨酯(NPU)，再通过NPU与酯类化合物反应得到两性离子聚氨酯，最后加入中和剂中和，在水中乳化得到两性离子水性聚氨酯。两性离子的存在可赋予聚氨酯材料自乳化性能和抗蛋白吸附性能，防止生物污损的形成。在生物医用方面，两性离子的存在可以提高聚氨酯材料的生物相容性，且可以减少蛋白以及血小板等的粘附，从而使得涂层具有抗凝血性。此两性离子聚氨酯在皮革用水性涂料和生物医用涂层方面有较好的应用前景。

主权项

1.一种抗蛋白及微生物吸附的两性离子水性聚氨酯，其特征在于制备方法是先通过克拉克甲基化反应制备出具有双羟基和叔胺基的单体—2‑二甲氨基‑1,3‑丙二醇PEDA，然后通过加成聚合反应将PEDA作为小分子扩链剂引入到水性聚氨酯主链上，得到具有叔氨基的聚氨酯NPU，再通过NPU与酯类化合物反应得到两性离子聚氨酯，最后加入中和剂，在水中乳化得到抗蛋白及微生物吸附的两性离子水性聚氨酯；所述的2‑二甲氨基‑1,3‑丙二醇PEDA制备方法如下：(1)取2‑氨基‑1,3‑丙二醇溶解于一定量的甲酸中，加入体积分数为37 %甲醛溶液，其中2‑氨基‑1,3‑丙二醇:甲酸:甲醛的摩尔比为(2~5):2:1，室温下搅拌分散2h~4h，搅拌速度为200~1000rpm，升温至40℃~90℃进行反应8~12h, 减压蒸馏除去多余的甲酸和甲醛，其制备路线的反应式如下：(2) 向反应液中加入体积分数为37 %的盐酸溶液进行酸化处理，在温度为25℃~40条件下反应1~3h，其中盐酸与2‑氨基‑1,3‑丙二醇的摩尔比为(1~1.5:1)；再加入适量NaOH，调节pH至9~12；最后加入过量甲醇将反应产生的盐沉淀析出，过滤，将滤液进行减压浓缩，得到白色晶体即为PEDA；所述的两性离子水性聚氨酯的制备方法如下：（1）将二异氰酸酯与聚合物二元醇按照摩尔比为(1.5～3):1加入到反应器中，温度为60～100℃，搅拌速度500～2000rpm，搅拌反应0.5~2h；（2）向反应器中加入制备的小分子扩链剂PEDA，PEDA与二异氰酸酯的摩尔比为(0.3～0.7):1；加入适量溶剂调节体系的粘度，温度为70～90℃，搅拌速度500～2000rpm，反应1～4h，得到具有叔氨基的聚氨酯NPU；（3）向反应器中加入一定量的酯类化合物，在温度为25~40℃条件下反应12~48h，得到两性离子聚氨酯 ZPU；（4）按照中和剂与酯类的摩尔比为(0.2~1):1 向反应器中加入中和剂，在温度为20~40℃条件下进行中和反应20~40min，将反应液浓缩，加入去离子水，在7000~10000 rpm下高速搅拌0.2~1h，1000~3000rpm低速搅拌0.5~1h，得到两性离子水性聚氨酯乳液，浓缩至固含量为20%～40%；其中，所述的酯类化合物与PEDA的摩尔比为(1.2~1.5) :1；所述的酯类化合物为1,3‑丙烷磺酸内酯、溴乙酸乙酯、3‑溴丙酸乙酯、4‑溴丁酸乙酯和5‑溴戊酸乙酯中的一种。