本发明专利技术涉及抗菌技术领域，且公开了一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，Ag掺杂花状纳米TiO2具有更高的比表面积，Ag掺杂有利于缓解光生电子和空穴的复合，在溴化亚铜和二乙烯三胺的催化体系中，使聚氨酯的侧链炔基与Ag掺杂花状纳米TiO2的叠氮基团发生高效的点击化反应，从而使Ag掺杂花状纳米TiO2与聚氨酯共价接枝，通过化学键的连接使两者有机结合，大幅改善了Ag掺杂花状纳米TiO2与聚氨酯的界面亲和性和分散性，显著减少了Ag掺杂花状纳米TiO2的团聚和结块现象，避免对聚氨酯涂层的机械强度和使用性能造成影响，赋予了聚氨酯涂层优异的光催化抗菌活性，拓展了聚氨酯的实际应用和应用领域。用和应用领域。用和应用领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层及制备方法
[0001]本专利技术涉及抗菌
，具体为一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层及制备方法。
技术介绍
[0002]聚氨酯是一种应用广泛的高分子材料，产品主要有聚氨酯泡沫，聚氨酯纤维、聚氨酯塑料、聚氨酯涂料等，在家居领域、建筑制造业、日用品领域、交通领域和医疗领域等方面具有重要的应用，因此需要提高聚氨酯的综合性能，如高阻燃性、抗菌性、防腐性等功能型聚氨酯材料，以满足工业发展的需求。
[0003]抗菌剂使增强环氧树脂、聚氨酯等高分子材料抗菌性能的助剂，常见的抗菌剂主要有纳米银、氧化锌、氧化铜等，其中二氧化钛是一种常见的光催化半导体材料，具有无毒、绿色环保、来源广泛、光化学活性良好等优点，可以产生丰富的光生电子和空穴，进一步与氧气和水生成超氧自由基和羟基自由基，这些活性光生载流子和自由基对大肠杆菌、葡萄链球菌等具有很强的抑制和杀灭作用，因此纳米二氧化钛在光催化抗菌领域具有重要的应用，但是二氧化钛的光生电子和空穴很容易复合，导致其光催化抗菌活性大大降低，并且纳米二氧化钛与聚氨酯的界面相容性和亲和性较差，容易发生团聚和结块，不仅影响了纳米二氧化钛对光能的接触和利用率，同时团聚和结块现象会影响聚氨酯材料的机械强度和使用性能。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层及制备方法，解决了纳米TiO2光生电子和空穴很容易的复合的问题，同时解决了聚氨酯涂料涂层不具有抗菌活性的效果。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，所述基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层的制备方法如下：
[0008](1)向烧杯中加入醋酸溶液、钛酸四丁酯和硝酸银，均匀分散后将溶液倒入水热反应仪中，加热至140
‑
160℃，反应8
‑
15h，过滤并洗涤，固体产物在400
‑
500℃下退火处理，得到Ag掺杂花状纳米TiO2；
[0009](2)向烧杯中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂、Ag掺杂花状纳米TiO2和3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，置于恒温反应装置中，在100
‑
150℃中，反应10
‑
20h，过滤并洗涤干净，得到改性Ag掺杂花状纳米TiO2；
[0010](3)在氮气氛围中，向烧杯中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂和改性Ag掺杂花状纳米TiO2、叠氮化钠、四丁基溴化胺和碘化钾，置于恒温反应装置中，在100
‑
120℃中，反应24
‑
48h，过滤并洗涤干净，得到叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2；
[0011](4)向烧杯中加入聚醚二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯，置于恒温反应装置中，加热至75
‑
85℃，滴加催化剂二月桂酸二丁基锡，反应2
‑
3h，降温至40
‑
50℃，再加入2,2
‑
二羟基
丙酸，反应1
‑
2h，加入三乙胺进行中和溶液pH至中性，再加入去离子水进行乳化20
‑
40min，再加入4,4
’‑
二羟甲基
‑
1,4
‑
庚二炔作为小分子扩链剂，反应4
‑
8h，得到侧链含炔基的聚氨酯预聚体乳液；
[0012](5)在氮气氛围下，向侧链含炔基的聚氨酯预聚体乳液中加入叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2、溴化亚铜和二乙烯三胺，反应15
‑
35h，将乳液倒入模具中，真空脱泡，固化成薄膜状，得到基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，应用于抗菌涂层和抗菌材料中。
[0013]优选的，所述步骤(1)中的钛酸四丁酯和硝酸银的质量比为100:0.2
‑
0.8。
[0014]优选的，所述恒温反应装置包括加热仪，加热仪上方设置有油浴锅，油浴锅外侧固定连接有保温层，油浴锅内部设置固定连接有旋转齿轮，旋转齿轮与升降螺杆活动连接，升降螺杆活动连接螺环，螺环固定连接有保温板，升降螺杆下方固定连接有底座，底座上方设置有烧杯。
[0015]优选的，所述步骤(2)中的Ag掺杂花状纳米TiO2和3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:10
‑
20。
[0016]优选的，所述步骤(3)中的改性Ag掺杂花状纳米TiO2、叠氮化钠、四丁基溴化胺和碘化钾的质量比为100:10
‑
15:2
‑
4:4
‑
8。
[0017]优选的，所述步骤(4)中的聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、2,2
‑
二羟基丙酸和4,4
’‑
二羟甲基
‑
1,4
‑
庚二炔的质量比为100:55
‑
65:0.05
‑
0.1:6
‑
12:1
‑
4。
[0018]优选的，所述步骤(4)中的侧链含炔基的聚氨酯预聚体、叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2、溴化亚铜和二乙烯三胺的质量比为100:0.2
‑
2:0.5
‑
1:0.5
‑
1。
附图说明
[0019]图1是恒温反应装置结构示意图；
[0020]图2是升降螺杆调节示意图；
[0021]图3是升降螺杆结构放大示意图。
[0022]1‑
加热仪；2
‑
油浴锅；3
‑
保温层；4
‑
旋转齿轮；5
‑
升降螺杆；6
‑
螺环；7
‑
保温板；8
‑
底座；9
‑
烧杯。
[0023](三)有益的技术效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术具备以下化学机理和有益技术效果：
[0025]该一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，以硝酸银作为Ag源在醋酸体系中，生成Ag掺杂花状Ti前驱体，进一步通过高温退火，得到Ag掺杂花状纳米TiO2，花状纳米TiO2相比于传统的纳米TiO2，其具有更高的比表面积，有利于光辐射的接触，通过光能的利用率，同时Ag掺杂产生杂质能级，可以作为电子捕获陷阱，有利于缓解光生电子和空穴的复合，减少载流子的重组，从而提高光化学性质和光催化抗菌活性。
[0026]该一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，通过3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷改性Ag掺杂花状纳米TiO2，引入的氯原子与叠氮化钠反应，得到叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2，以含有炔基的4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层，其特征在于：所述基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯涂层的制备方法如下：(1)向醋酸溶液中加入钛酸四丁酯和硝酸银，倒入水热反应仪中，加热至140
‑
160℃，反应8
‑
15h，过滤并洗涤，固体产物在400
‑
500℃下退火处理，得到Ag掺杂花状纳米TiO2；(2)向烧杯中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂、Ag掺杂花状纳米TiO2和3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，置于恒温反应装置中，在100
‑
150℃中，反应10
‑
20h，得到改性Ag掺杂花状纳米TiO2；(3)在氮气氛围中，向烧杯中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺溶剂和改性Ag掺杂花状纳米TiO2、叠氮化钠、四丁基溴化胺和碘化钾，置于恒温反应装置中，在100
‑
120℃中，反应24
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48h，得到叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2；(4)向烧杯中加入聚醚二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯，置于恒温反应装置中，加热至75
‑
85℃，滴加催化剂二月桂酸二丁基锡，反应2
‑
3h，降温至40
‑
50℃，再加入2,2
‑
二羟基丙酸，反应1
‑
2h，加入三乙胺进行中和溶液pH至中性，再加入去离子水进行乳化20
‑
40min，再加入4,4
’‑
二羟甲基
‑
1,4
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庚二炔作为小分子扩链剂，反应4
‑
8h，得到侧链含炔基的聚氨酯预聚体乳液；(5)在氮气氛围下，向侧链含炔基的聚氨酯预聚体乳液中加入叠氮化Ag掺杂花状纳米TiO2、溴化亚铜和二乙烯三胺，反应15
‑
35h，将乳液倒入模具中，真空脱泡，固化成薄膜状，得到基于点击化学的纳米TiO2改性聚氨酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫兵，
申请(专利权)人：桐乡市鑫皓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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