本發(fā)明涉及美縫劑制備，尤其涉及一種生物基聚脲美縫劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的以生物基為基料制備的美縫劑，通常是以可再生資源制成，如植物油、大豆油等，減少了對非可再生資源的依賴，同時(shí)，由于使用了天然原料，生物基美縫劑在生產(chǎn)過程中釋放的有害物質(zhì)較少，對人體健康影響較小。但傳統(tǒng)的以生物基為基料的美縫劑在耐久性上略顯不足，由于生物基本身的化學(xué)性質(zhì)，其制成的美縫劑在長期使用后可能會出現(xiàn)顏色變化、硬度下降或輕微磨損現(xiàn)象。同時(shí)其防污性能較差，尤其是對于油性污漬和難以清除的污垢，其清潔和維護(hù)可能更為困難。

2、如現(xiàn)有技術(shù)中一般采用聚天冬氨酸酯制備得到生物基聚脲美縫劑，然而由于其中的聚天冬氨酸酯自身存在的不足使得最終制備得到的美縫劑在一些特殊場合或應(yīng)用領(lǐng)域的耐溫性、柔韌性和防污性不能滿足應(yīng)用需求，因此需要對材料進(jìn)行改性處理。

3、因此，根據(jù)上述中的相關(guān)技術(shù)，亟需研發(fā)一種生物基聚脲美縫劑及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種生物基聚脲美縫劑及其制備方法，以提供一種兼顧防污性能和機(jī)械性能的制備方法。

2、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種生物基聚脲美縫劑及其制備方法。

3、一種生物基聚脲美縫劑，由以下質(zhì)量分原料制備得到：改性氨基硅油預(yù)聚體3-8份、聚醚多元醇預(yù)聚體15-20份、聚天冬氨酸酯50-60份、疏水玻璃微珠15-20份、去離子水45-50份、抗菌劑3-5份；

4、所述改性氨基硅油預(yù)聚體是由1，2-苯并異噻唑-3-酮、異佛爾酮二異氰酸酯、氨基硅油、3，4-二氨基呋扎、zncl2制備得到的。

5、優(yōu)選的，所述氨基硅油為氨丙基聚二甲基硅氧烷。

6、優(yōu)選的，所述疏水玻璃微珠的顆粒大小為150-300目。

7、優(yōu)選的，所述抗菌劑為納米氧化鋅和納米銀中的任意一種。

8、優(yōu)選的，所述改性氨基硅油預(yù)聚體的制備方法如下：

9、步驟a1.室溫條件下，將異佛爾酮二異氰酸酯溶液滴加到1，2-苯并異噻唑-3-酮溶液中，于60-70℃反應(yīng)3-5h，得到混合液a；

10、步驟a2.將混合液a滴加到氨丙基聚二甲基硅氧烷溶液中，室溫下反應(yīng)3-5h，得到預(yù)聚體b；

11、步驟a3.將3，4-二氨基呋扎加入到預(yù)聚體b中，50-70℃下反應(yīng)3-5h后，加入zncl2后，攪拌1-2h，得到改性氨基硅油預(yù)聚體。

12、優(yōu)選的，步驟a1中所述異佛爾酮二異氰酸酯溶液為7-10g異佛爾酮二異氰酸酯溶于60-80ml四氫呋喃中得到；

13、步驟a1中所述1，2-苯并異噻唑-3-酮溶液為5-8g1，2-苯并異噻唑-3-酮溶于40-50ml四氫呋喃中得到；

14、步驟a1中所述異佛爾酮二異氰酸酯溶液和1，2-苯并異噻唑-3-酮溶液的體積比為60-80：40-50；

15、步驟a2中所述氨丙基聚二甲基硅氧烷溶液為40-45g氨丙基聚二甲基硅氧烷溶于400-40ml四氫呋喃中。

16、優(yōu)選的，步驟a3中所述3，4-二氨基呋扎、預(yù)聚體b和zncl2的質(zhì)量比為1-1.2：10-12：0.3-0.5。

17、優(yōu)選的，所述聚醚多元醇型預(yù)聚體的制備方法如下：

18、將聚四氫呋喃二醇、聚丙二醇和二月桂酸二丁基錫混合，于100-105℃下攪拌30-40min后冷卻至室溫，將異佛爾酮二異氰酸酯溶液滴入混合液中，滴加完畢后將體系升溫至80-85℃反應(yīng)2-3h，得到聚醚多元醇型預(yù)聚體。

19、優(yōu)選的，所述聚四氫呋喃二醇、聚丙二醇、二月桂酸二丁基錫、異佛爾酮二異氰酸酯溶液的用量比為40-45g：60-65g：0.1-0.3g：450-480ml；

20、所述異佛爾酮二異氰酸酯溶液為45-50g異佛爾酮二異氰酸酯溶于450-480ml四氫呋喃中得到。

21、優(yōu)選的，所述聚天冬氨酸酯的制備方法如下：

22、步驟b1.通過生物發(fā)酵提取l-天冬氨酸，在200℃溫度下進(jìn)行聚合脫水反應(yīng)，得到中間體ⅰ；

23、步驟b2.取中間體ⅰ溶于naoh溶液中，在常溫下水解1-2h，調(diào)節(jié)ph為7，并將其置于水浴鍋中，80-85℃恒溫蒸發(fā)1-3h后，減壓過濾后收集沉淀在表面皿中并于105℃恒溫箱中烘干2h，得到中間體ⅱ；

24、步驟b3.將中間體ⅱ、甲醇和對甲苯磺酸在30-50℃下反應(yīng)1-3h后，過濾3次后并于105℃恒溫箱中烘干3h，得到聚天冬氨酸酯。

25、優(yōu)選的，步驟b2中所述中間體ⅰ與naoh溶液的用量比為80-90g：800-900ml，所述naoh溶液的濃度為3.33mol/l；

26、步驟b3中所述中間體ⅱ、甲醇和對甲苯磺酸的用量比為70-80g：450-500ml：8-10g。

27、優(yōu)選的，所述的生物基聚脲美縫劑的制備方法，包括以下步驟：

28、將改性氨基硅油預(yù)聚體和聚醚多元醇型預(yù)聚體在轉(zhuǎn)速2000r/min的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)中混合2-5min后加入聚天冬氨酸酯、疏水玻璃微珠、抗菌劑，攪拌5-7min后，在2000r/min下脫泡1-2min，將混合物放入真空烘箱中在50℃下烘3-5h，加入去離子水混合均勻，得到生物基聚脲美縫劑。

29、本發(fā)明的有益效果：

30、本發(fā)明選用1，2-苯并異噻唑-3-酮作為防污活性物質(zhì)，改性后接入氨丙基聚二甲基硅氧烷中，以3，4-二氨基呋扎為擴(kuò)鏈劑，加入zncl2后形成改性氨基硅油預(yù)聚體，使得美縫劑具有優(yōu)異的防污性的同時(shí)兼顧了良好的機(jī)械性能。

31、本發(fā)明提供的改性氨基硅油預(yù)聚體是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，制備得到的美縫劑交聯(lián)密度上升；氨丙基聚二甲基硅氧烷和異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵，聚合物體系中的脲鍵之間形成氫鍵，3，4-二氨基呋扎和zn2+形成金屬配位鍵，增強(qiáng)了分子鏈之間的相互作用，兩方面共同作用使得美縫劑具有優(yōu)異的機(jī)械性能。

技術(shù)特征：

1.一種生物基聚脲美縫劑，其特征在于，由以下質(zhì)量份原料制備得到：改性氨基硅油預(yù)聚體3-8份、聚醚多元醇型預(yù)聚體15-20份、聚天冬氨酸酯50-60份、疏水玻璃微珠15-20份、去離子水45-50份、抗菌劑3-5份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述氨基硅油為氨丙基聚二甲基硅氧烷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述疏水玻璃微珠的顆粒大小為150-300目。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述抗菌劑為納米氧化鋅和納米銀中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述改性氨基硅油預(yù)聚體的制備方法如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，步驟a1中所述異佛爾酮二異氰酸酯溶液為7-10g異佛爾酮二異氰酸酯溶于60-80ml四氫呋喃中得到；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，步驟a3中所述3，4-二氨基呋扎、預(yù)聚體b和zncl2的質(zhì)量比為1-1.2：10-12：0.3-0.5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述聚醚多元醇型預(yù)聚體的制備方法如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物基聚脲美縫劑，其特征在于，所述聚四氫呋喃二醇、聚丙二醇、二月桂酸二丁基錫、異佛爾酮二異氰酸酯溶液的用量比為40-45g：60-65g：0.1-0.3g：450-480ml；

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的生物基聚脲美縫劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及美縫劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物基聚脲美縫劑及其制備方法，由以下原料制備而成：改性氨基硅油預(yù)聚體3?8份、聚醚多元醇型預(yù)聚體15?20份、聚天冬氨酸酯50?60份、疏水玻璃微珠15?20份、去離子水45?50份、抗菌劑3?5份，本發(fā)明選用1，2?苯并異噻唑?3?酮作為防污活性物質(zhì)，改性后接入氨丙基聚二甲基硅氧烷中，以3，4?二氨基呋扎為擴(kuò)鏈劑，加入ZnCl2后形成改性氨基硅油預(yù)聚體，聚合物體系中的脲鍵之間形成氫鍵、3，4?二氨基呋扎和Zn2+形成金屬配位鍵，增強(qiáng)了分子鏈之間的相互作用，使得生物基聚脲美縫劑具有優(yōu)異的防污性的同時(shí)兼顧了良好的機(jī)械性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：賀家連,李玉鳳,廖繼雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中山市卡施力頓建材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30