本發(fā)明屬于聚氨酯膠黏劑,具體涉及本征抑菌型聚氨酯壓敏膠及其制備方法。
背景技術(shù):
1、聚氨酯類壓敏膠中含有極性較強的氨酯基(nhcoo),這些基團相互間容易形成氫鍵,因此具有優(yōu)異的內(nèi)聚力和粘結(jié)性。它們能夠輕松剝離被保護膜,且在剝離過程中不會產(chǎn)生殘膠,也不會造成污染。通過調(diào)整多元醇的分子結(jié)構(gòu),可以進一步賦予聚氨酯壓敏膠多種多樣的性能,如透濕性、低致敏性和易清潔性等。近年來,聚氨酯壓敏膠已經(jīng)越來越受到行業(yè)和研究學者的廣泛關(guān)注。
2、中國專利cn116041635a,公開了一種抗菌型環(huán)氧酯改性丙烯酸樹脂分散體及制備方法,利用疏-烯“點擊”反應(yīng)將季銨鹽基團引入到不飽和脂肪酸中,并與環(huán)氧樹脂反應(yīng)制備環(huán)氧酯,再采用自由基聚合將丙烯酸單體與環(huán)氧酯接枝共聚,制備出抗菌型環(huán)氧酯改性丙烯酸樹脂分散體,但其主要應(yīng)用于水性防腐涂料領(lǐng)域,且制備方法較為繁瑣。中國專利cn114736619a,公開了一種具有易清潔抗菌功能膠帶及其制備方法,通過添加納米抗菌金屬離子微粒,如納米銀、納米銅、納米鋁、納米鈦微粒等來提升壓敏膠材料的抗菌性。中國專利cn113122166a,公開了一種復合抑菌壓敏膠粘劑組合物,通過添加納米抗菌微粒和中藥抗菌微球來提升壓敏膠材料的抗菌性。但上述兩篇專利均是通過添加抑菌成分來實現(xiàn)抗菌效果,存在抑菌成分可能分散不均、壓敏膠的長期抗菌穩(wěn)定性差等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種本征抑菌型聚氨酯壓敏膠,通過在壓敏膠的分子結(jié)構(gòu)中引入抑菌基團、酯鍵等特殊官能團,旨在提升材料的抗菌性能和粘結(jié)強度;同時,通過聚合工藝設(shè)計,優(yōu)化對壓敏膠分子量的控制,進而增強其初粘力和內(nèi)聚力。
2、本發(fā)明的另一個目的在于提供一種本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,工藝簡單,易于規(guī)?;a(chǎn)。
3、本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
4、所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,包括以下步驟:
5、s1:將抑菌改性聚醚多元醇混合物、第一段異氰酸酯和抗氧劑混合反應(yīng)2h,得到端羥基聚醚多元醇;
6、s2:向端羥基聚醚多元醇中加入擴鏈劑、金屬有機催化劑和第二段異氰酸酯,繼續(xù)反應(yīng)2~5h,至nco含量為0,即得本征抑菌型聚氨酯壓敏膠;
7、所述的步驟s1中,混合反應(yīng)的溫度為90~100℃;所述的步驟s2中,繼續(xù)反應(yīng)的溫度為75~85℃。
8、其中,所述的抑菌改性聚醚多元醇混合物的制備方法,包括以下步驟:
9、(1)將基礎(chǔ)聚醚多元醇和丙烯酸在酯化催化劑作用下進行酯化反應(yīng),得到不飽和聚醚多元醇;
10、(2)將步驟(1)制得的不飽和聚醚多元醇、溶劑和抑菌劑投入到反應(yīng)釜中,在改性催化劑作用下,經(jīng)紫外光照射反應(yīng)制得抑菌改性聚醚多元醇混合物。
11、所述的步驟(1)中,基礎(chǔ)聚醚多元醇的官能度為3~6,數(shù)均分子量為5000~12000g/mol;所述的基礎(chǔ)聚醚多元醇的聚合單體為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧丁烷中的一種以上;所述的基礎(chǔ)聚醚多元醇與丙烯酸的摩爾比為1:(1~4)。
12、所述的步驟(2)中,溶劑為乙酸丁酯,溶劑的用量為抑菌改性聚醚多元醇混合物總量的8~13wt.%;所述的抑菌劑為n,n,n-三甲基-(11-巰基十一烷基)氯化銨或(3-巰基丙基)氯化銨,抑菌劑與不飽和聚醚多元醇摩爾比為1:(1~4)。
13、所述的步驟(1)中,酯化催化劑為鈦酸四丁酯,酯化反應(yīng)的溫度為180~230℃;所述的步驟(2)中,改性催化劑為安息香雙甲醚或偶氮二異丁酸二甲酯,紫外光波長為360~400nm,紫外光輻照度為25mw/cm2。
14、所述的抑菌改性聚醚多元醇混合物的制備方法,通過步驟(1)制得的端羥基聚醚多元醇與抑菌劑經(jīng)click反應(yīng)將抑菌基團引入到聚醚多元醇分子結(jié)構(gòu)中,通過調(diào)整基礎(chǔ)聚醚多元醇、丙烯酸以及抑菌劑的摩爾比,控制所制得抑菌改性聚醚多元醇混合物的官能度為2。
15、所述的異氰酸酯為2官能度的ipdi或hdi;異氰酸酯中的異氰酸根總量與抑菌改性聚醚多元醇混合物和擴鏈劑中的羥基總量的摩爾比為(0.9~1.1):1;
16、所述的步驟s1中,抑菌改性聚醚多元醇混合物中的羥基與異氰酸酯中的異氰酸根的摩爾比為(1.9~2):1。
17、所述的抗氧劑為chic318a或chic316a,購自上海奇克氟硅材料有限公司;抗氧劑的用量為步驟s1和s2物料總量的0.1~0.2%。
18、所述的擴鏈劑為inovol?c202、inovol?c204或十二烷基雙羥乙基甲基氯化銨中的一種,其中inovol?c202和inovol?c204均購自山東一諾威新材料有限公司;擴鏈劑的用量與抑菌改性聚醚多元醇混合物用量的質(zhì)量比為1:(39~57)。
19、所述的金屬有機催化劑為有機鉍催化劑,金屬有機催化劑的用量為步驟s1和s2物料總量的0.05~0.1‰。
20、所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠,采用上述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法制備得到。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果如下:
22、(1)本發(fā)明通過酯化和click反應(yīng),對高官基礎(chǔ)聚醚多元醇的部分羥基進行改性,成功地將季銨鹽抑菌結(jié)構(gòu)引入多元醇的分子骨架中,從而賦予了壓敏膠材料的本征抗菌能力,相較于傳統(tǒng)添加型抗菌劑,本發(fā)明從根本上提升了材料的抗菌效能,減少了抗菌劑的遷移與失效風險,確保了壓敏膠產(chǎn)品在使用過程中的長期、穩(wěn)定抗菌效果;
23、(2)本發(fā)明通過引入酯鍵至壓敏膠的分子結(jié)構(gòu)中,并通過分步聚合工藝,實現(xiàn)了對壓敏膠分子量的精確控制,顯著提升了壓敏膠材料初粘力和內(nèi)聚力,確保了壓敏膠在使用過程中能夠承受更大的剪切力與剝離力,不易發(fā)生斷裂或脫落,從而顯著延長了壓敏膠的使用壽命,增強了產(chǎn)品的可靠性和耐用性。
1.一種本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的步驟(1)中,基礎(chǔ)聚醚多元醇的官能度為3~6;所述的基礎(chǔ)聚醚多元醇與丙烯酸的摩爾比為1:(1~4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的步驟(2)中,溶劑為乙酸丁酯,溶劑的用量為抑菌改性聚醚多元醇混合物總量的8~13wt.%;所述的抑菌劑為n,n,n-三甲基-(11-巰基十一烷基)氯化銨或(3-巰基丙基)氯化銨,抑菌劑與不飽和聚醚多元醇摩爾比為1:(1~4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的步驟(1)中,酯化催化劑為鈦酸四丁酯,酯化反應(yīng)的溫度為180~230℃;所述的步驟(2)中,改性催化劑為安息香雙甲醚或偶氮二異丁酸二甲酯,紫外光波長為360~400nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的異氰酸酯為ipdi或hdi;異氰酸酯中的異氰酸根總量與抑菌改性聚醚多元醇混合物和擴鏈劑中的羥基總量的摩爾比為(0.9~1.1):1;
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的抗氧劑為chic318a或chic316a,抗氧劑的用量為步驟s1和s2物料總量的0.1~0.2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的擴鏈劑為inovol?c202、inovol?c204或十二烷基雙羥乙基甲基氯化銨中的一種,擴鏈劑的用量與抑菌改性聚醚多元醇混合物用量的質(zhì)量比為1:(39~57)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的金屬有機催化劑為有機鉍催化劑,金屬有機催化劑的用量為步驟s1和s2物料總量的0.05~0.1‰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法,其特征在于,所述的步驟s1中,混合反應(yīng)的溫度為90~100℃;所述的步驟s2中,繼續(xù)反應(yīng)的溫度為75~85℃。
10.一種本征抑菌型聚氨酯壓敏膠,其特征在于,由權(quán)利要求1~9任一項所述的本征抑菌型聚氨酯壓敏膠的制備方法制備得到。