一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，將N,N′,N〃-三(2,3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰)-1,5,10-三氮雜癸烷與異佛爾酮二異氰酸酯按重量比1:1.2~1:2.5混合，加入增效劑和氯前列烯醇鈉，于50~70℃下反應(yīng)2~3h，得到聚氨酯預(yù)聚體A；向預(yù)聚體A加入為預(yù)聚體A重量1.2~3.2％的擴鏈劑和預(yù)聚體A重量12~25％的溶劑，于65~85℃條件下反應(yīng)1.5~3.5h，加入預(yù)聚體A重量為10~15%的三乙胺進行中和反應(yīng)30~50min，加水和十二烷基磺酸鈉進行乳化，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料。所制備的阻燃與抗菌性聚氨酯環(huán)保、價格低廉，廣泛應(yīng)用于墻體、家具、金屬器具表面，作為塑料、玻璃、造紙、紡織的粘合劑。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚氨酯涂料的制備方法，特別涉及一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料 的制備方法。 一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯主要應(yīng)用于皮革涂飾、紡織印染、造紙業(yè)、建筑涂料、膠粘劑等方面，噴涂于 內(nèi)外墻體、家具、金屬器具表面的涂料和油漆，每時每刻都在與人類直接或間接接觸，有毒、 有害涂料已也時刻威脅著人們的健康。由于使用的領(lǐng)域常接觸太陽光，由于太陽光線中含 有大量對有色物體有害的紫外光，其波長約290?460nm，這些有害的紫外光通過化學(xué)上的 氧化還原作用，使涂料發(fā)生顏色的變化。
[0003] 聚氨酯合成常采用二月桂酸二丁基錫做催化劑，但由于重金屬錫在隨著聚氨酯的 降解而對環(huán)境造成危害，篩選化工材料對二月桂酸二丁基錫對催化殘余的錫進行固定，降 低聚氨酯涂料殘余物對環(huán)境的危害。
[0004] 在眾多雜環(huán)化合物中，1，2, 4-三唑類衍生物以其具有高效、廣譜、低毒、內(nèi)吸性等 特點成為藥物中間體開發(fā)研究的熱門領(lǐng)域。在農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠助劑等方面有著非常廣泛 的用途[1]。在醫(yī)藥方面有能夠止痛消炎、降血壓、抗結(jié)核、抗腫瘤、抗菌抗病毒、抗微生物， 可以舒張血管、鎮(zhèn)靜抗焦慮、抗痙攣、抗HIV等重要的藥理活性。在農(nóng)藥方面，對植物有抗 菌、除草、殺蟲殺螨和生長調(diào)節(jié)等多種多樣 的生物活性，同時具有高效、廣譜、低毒、內(nèi)吸性等特點。
[0005] 1，2, 4-三唑類雜環(huán)衍生物也可在酸性介質(zhì)中用作金屬的高 水性聚氨酯（又稱水基聚氨酯）是一種在聚氨酯的分子鏈中含有親水性基團的聚氨酯 樹脂，與水具有很強的親和性，采用特定的工藝能使之在水中分散并形成穩(wěn)定的體系。水性 聚氨酯主要應(yīng)用于皮革涂飾、紡織印染、造紙業(yè)、建筑涂料、膠粘劑、鑄鋼涂料等方面，所涉 及的幾乎都是易燃材料，這些材料在使用時如未經(jīng)阻燃處理，必然成為引發(fā)火災(zāi)的安全隱 患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法， 選擇二月桂酸二丁基錫作催化劑，具有阻燃性和抗菌性的Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羥 基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷與異佛爾酮二異氰酸酯進行反應(yīng)，利用增效劑 和氯前列烯醇鈉對二月桂酸二丁基錫進行固定，用抗菌性材料作為擴鏈劑，具有阻燃性的 材料做溶劑進行反應(yīng)，提高聚氨酯的阻燃和抗菌性。
[0007] -種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于： (1)、在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，將Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羥 基-5-磺酸基苯甲酰）_1，5, 10-三氮雜癸烷與異佛爾酮二異氰酸酯按重量比1:1.21 :2. 5 混合，加入增效劑和氯前列烯醇鈉，于5(T70°C下反應(yīng)2~3h，得到聚氨酯預(yù)聚體A，所述催化 劑用量為Ν，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷與異佛爾 酮二異氰酸酯總重量的0.12?0.26%，增效劑和氯前列烯醇鈉用量分別為Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二 丁基錫總重量的0. 12?0. 38%和0. 1?0. 3% ; (2)、向預(yù)聚體A加入為預(yù)聚體A重量1. 2~3. 2 %的擴鏈劑和預(yù)聚體A重量12~25 %的 溶劑，于65?85°C條件下反應(yīng)1. 5?3. 5h，按預(yù)聚體A重量為1(Γ15%的三乙胺進行中和反應(yīng) 3(T50min，加水和十二烷基磺酸鈉進行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料，十二烷基 磺酸鈉為預(yù)聚體A重量的0. 2~0. 5%; 增效劑為1_(2, 4, 6-三異丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、5-(2-溴苯 基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺、曲康唑中的任意一種；擴鏈劑為8-氮雜鳥嘌呤、3-氨 基-5-鄰甲苯基-4H-1，2, 4-三唑、5-(吡啶-4-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺、5-(吡 啶-3-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、頭孢曲嗪、1- (2, 4, 6-三異丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、 5_ (3-硝基苯基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺的任意一種；溶劑為三亞乙基硫代磷酰胺、對硫磷 的一種。
[0008] 本發(fā)明具有以下特點： (1) 增效劑和氯前列烯醇鈉對催化劑進行固定，降低了聚氨酯的毒性； (2) 選擇抗菌性材料為擴鏈劑，提高了抗菌效果； (3) 阻燃性和抗菌性的N，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5，10_三 氮雜癸烷做預(yù)聚單體，使性能大幅提高。
[0009] (4)阻燃性材料做溶劑，使聚氨酯的阻燃性能大幅提高。

【具體實施方式】 [0010] 下面結(jié)合實例進一步說明本發(fā)明。
[0011] 實例一 (1) 、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷40g與異佛爾酮二異氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0. 09g存在的條件下，加入1-(2, 4, 6-三異丙基苯磺 酰）-1，2, 4-三唑0. 08g和氯前列烯醇鈉0. 07g，于50°C下反應(yīng)2h，得到73g聚氨酯預(yù)聚體 A ； (2) 、向預(yù)聚體A加入8-氮雜鳥嘌呤0. 88g和三亞乙基硫代磷酰胺8. 8g，于65°C條件 下反應(yīng)1. 5h，加入三乙胺7. 3g進行中和反應(yīng)30min，加水150g和十二烷基磺酸鈉0. 14g進 行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料。
[0012] 實例二 (1) 、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷83. 3g與異佛爾酮二異氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0. 3g存在的條件下，加入5- (2-溴苯基）-4H-1，2, 4-三 唑-3-胺0. 44g和氯前列烯醇鈉0. 35g，于70°C下反應(yīng)3h，得到116g聚氨酯預(yù)聚體A ; (2) 、向預(yù)聚體A加入3-氨基-5-鄰甲苯基-4H-1，2, 4-三唑3. 7g和對硫磷29g，于 85°C條件下反應(yīng)3. 5h，加入三乙胺17. 4g進行中和反應(yīng)50min，加水150g和十二烷基磺酸 鈉〇. 58g進行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料。
[0013] 實例三 (1)、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷61. 6g與異佛爾酮二異氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0. 18g存在的條件下，加入曲康唑0. 24g和氯前列烯醇鈉 0. 19g，于60°C下反應(yīng)2. 5h，得到95g聚氨酯預(yù)聚體A ; (2)、向預(yù)聚體A加入5-(批啶-4-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺2. lg和三亞乙基硫代 磷酰胺17. 6g，于75°C條件下反應(yīng)2. 5h，加入三乙胺11.9g進行中和反應(yīng)40min，加水150g 和十二烷基磺酸鈉〇. 33g進行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料。
[0014] 實例四 (1) 、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷40g與異佛爾酮二異氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0. 09g存在的條件下，加入1-(2, 4, 6-三異丙基苯磺 酰）-1，2, 4-三唑0. 08g、氯前列烯醇鈉0. 07g和阿米替林0. 3g，于65°C下反應(yīng)2h，得到73g 聚氨酯預(yù)聚體A ; (2) 、向預(yù)聚體A加入5-(批啶-3-基）-4Η-1，2, 4-三唑-3-胺0. 88g、三亞乙基硫代 磷酰胺8. 8g和氯硝柳胺0. lg，于65°C條件下反應(yīng)1. 5h，加入三乙胺7. 3g進行中和反應(yīng) 30min，加水150g、十二烷基磺酸鈉0. 14g和組胺磷酸鹽0. lg進行乳化30min，得阻燃與抗 菌性聚氨酯涂料。
[0015] 實例五 (1) 、在裝有攪拌漿、溫度計、冷凝管的500ml的四口燒瓶中，將Ν，Ν'，N 〃-三 (2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷83. 3g與異佛爾酮二異氰酸酯33. 3g 混合，在二月桂酸二丁基錫催化劑0. 3g存在的條件下，加入5- (2-溴苯基）-4H-1，2, 4-三 唑-3-胺0. 44g、氯前列烯醇鈉0. 35g和鹽酸丙嗪0. 21g，于70°C下反應(yīng)3h，得到116g聚氨 酯預(yù)聚體A ; (2) 、向預(yù)聚體A加入頭孢曲嗪3. 7g、對硫磷29g和呋噻米0. 2g，于85°C條件下反應(yīng) 3. 5h，加入三乙胺17. 4g進行中和反應(yīng)50min，加水150g、十二烷基磺酸鈉0. 58g和胱胺二 鹽酸鹽0. 1 lg進行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料。
[0016] 下面通過相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進一步說明本發(fā)明的有益效果： 表1阻燃與抗菌性聚氨酯涂料所成膜對供試菌種的抗菌率（％)

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于： (1) 、在二月桂酸二丁基錫催化劑存在的條件下，將Ν，Ν'，N 〃-三（2,3_二羥 基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷與異佛爾酮二異氰酸酯按照重量比1:1. 2?1 :2. 5混合，加入增效劑和氯前列烯醇鈉，于5(T70°C下反應(yīng)2~3h，得到聚氨酯預(yù)聚體A，所述 催化劑用量為Ν，Ν'，N 〃-三（2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷與 異佛爾酮二異氰酸酯總重量的0.12 ~0. 26%，增效劑和氯前列烯醇鈉用量分別為Ν，Ν'，Ν 〃-三（2, 3-二羥基-5-磺酸基苯甲酰）-1，5, 10-三氮雜癸烷、異佛爾酮二異氰酸酯、二月 桂酸二丁基錫總重量的0. 12?0. 38%和0. 1?0. 3% ; (2) 、向預(yù)聚體Α加入為預(yù)聚體Α重量1. 2~3. 2 %的擴鏈劑和預(yù)聚體Α重量12~25 %的 溶劑，于65?85°C條件下反應(yīng)1. 5?3. 5h，按預(yù)聚體A重量為1(Γ15%的三乙胺進行中和反應(yīng) 3(T50min，加水和十二烷基磺酸鈉進行乳化30min，得阻燃與抗菌性聚氨酯涂料，十二烷基 磺酸鈉為預(yù)聚體重量的〇. 2~0. 5%。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在 于：增效劑為1-(2,4,6_三異丙基苯磺酰）-1，2,4_三唑、5-(2-溴苯基）-4Η-1，2, 4-三 唑-3-胺、曲康唑中的任意一種。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，其特 征在于：擴鏈劑為8-氮雜鳥嘌呤、3-氨基-5-鄰甲苯基-4H-1，2, 4-三唑、5-(吡 啶-4-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、5-(吡啶-3-基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺、頭孢曲嗪、 1-(2, 4, 6-三異丙基苯磺酰）-1，2, 4-三唑、5-(3-硝基苯基）-4H-1，2, 4-三唑-3-胺的任 意一種。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種阻燃與抗菌性水性聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于： 溶劑為三亞乙基硫代磷酰胺、對硫磷的一種。
【文檔編號】C08G18/16GK104087145SQ201410346698
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】段寶榮, 高曉琳, 張建國 申請人:段寶榮