[发明专利]一种生物载体用水性聚氨酯预聚体

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种生物和微生物载体用水性聚氨酯预聚体及其制备方法。

二、背景技术

生物载体在饮用水、工业用水和污水深度处理方面取得明显效果。在医学界修复软骨损伤例如：生物载体复合物修复骺板损伤已取得良好效果；作为生物载体给药已在药物界展开。在环境保护方面生物载体除藻剂能去除海洋赤潮藻，改善大陆沿海环境有重要意义。由于生物载体作用大，系高新技术产业，已成为当今的热门研究课题。

本发明者们在现有技术CN101067017，2007年11月7日中披露用官能度2～3的聚醚多元醇或其混合物与二异氰酸酯和羟烷基丙烯酸酯在有机金属催化剂和阻聚剂对甲氧基苯酚存在下反应制备得到异氰酸根指数为1.0～0.9的生物载体用水性聚氨酯预聚体，与微生物晶体悬浮液和固化剂混合成微生物载体。该载体硬度为4～6B，但颗粒强度偏低，约在1.8Kg/cm²，用于微污染上水，废水二级出水深度处理，对去除低浓度氨氮十分有效。此现有技术经过实施验证，感到在技术面和应用面上有待进一步提高。

三.发明内容

本发明者们针对现有技术存在的问题，旨在发明一种生物载体用水性聚氨酯预聚体，承担微生物细胞或动物细胞的培养的载体用。作为微生物的载体，为了让这些微生物高效地吃掉低浓度的磷和氮成分，从而净化水源，去除毒性物质，提供清洁的饮用水和工业用水。在医药领域，可望用于动物细胞的培养，从而有益于人们的身体健康。

为达到上述目的，本发明者们经过潜心的研究提出了完整的技术方案。

一种生物载体用水性聚氨酯预聚体组成包括：羟基当量数占体系羟基和异氰酸酯当量数总和的25～40％的3～8官能度的聚醚多元醇或其混合物，异氰酸酯当量数占体系羟基和异氰酸酯当量数总和的30～54％由异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和己二异氰酸酯中任选一种的二异氰酸酯，羟基当量数占体系羟基和异氰酸酯当量数总和的20～30％羟烷基丙烯酸酯，反应物总重量的0.004～0.1％有机金属催化剂，反应物总重量的0.03～0.3％阻聚剂和反应物总重量的0.01～0.1％稳定剂；生物载体用水性聚氨酯预聚体的制造过程是向水含量在0.05％以下的3～8官能度聚醚多元醇或其混合物中依次加入阻聚剂、二异氰酸酯、羟烷基丙烯酸酯、有机金属催化剂和稳定剂，于50～90℃，反应2～8小时，制得一种水性聚氨酯预聚体，异氰酸根指数控制在0.5～1.05。

聚醚多元醇或其混合物平均官能度(f)较好的为3～5；这种聚醚多元醇或其混合物是从聚氧化丙烯-氧化乙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯四醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯六醇和聚氧化丙烯-氧化乙烯八醇中任选一种或两种以上的混合物；这些聚醚多元醇分子结构中氧化丙烯(PO)链节占40～10mol％，氧化乙烯(EO)链节占60～90mol％，聚醚多元醇平均分子量为3000～7500。聚醚多元醇的起始剂可选择甘油、三羟甲基丙烷、木糖醇、山梨糖醇、季戊四醇和蔗糖醇等。聚醚多元醇为氧化丙烯和氧化乙烯共聚制备聚醚多元醇。聚醚链段中环氧乙烷(EO)链节占90～60mol％为好，如果聚醚链段中氧化乙烯(EO)链节低于60mol％，所得的预聚体很难水溶，导致载体性能下降；如果聚醚链段中氧化乙烯(EO)链节的摩尔百分含量高于90％，所得的预聚体粘度急剧上升，操作工艺性也下降。

有机金属催化剂是从有机羧酸银盐、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡和有机铋催化剂中任选一种。本发明主选的有机羧酸银盐催化剂是美国UOP公司生产的商品牌号为S-100。催化剂用量为总反应物重量的0.004～0.1％。

羟烷基丙烯酸酯是从甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中任选一种。

阻聚剂是从对苯二酚、对甲氧基苯酚和叔丁基苯酚中任选一种。

稳定剂是从三氯醋酸、草酸、醋酐、马来酸酐和苯磺酰氯中任选一种。

按照本发明制备的生物载体用水性聚氨酯预聚体的异氰酸根指数控制在0.5～1.05，如果异氰酸根指数低于0.5，所得的预聚体的交联体的强度偏低，硬度变软；如果异氰酸根指数大于1.05，所得的预聚体的交联体的硬度变硬，储存不稳定。