[发明专利]一种抗菌TPU复合发泡珠粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗菌TPU复合发泡珠粒包括：一种抗菌TPU复合发泡珠粒包括：(1)TPU发泡珠粒；以及(2)喷雾涂布在TPU发泡珠粒的表面的含纳米二氧化钛载银无机抗菌剂的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的抗菌涂层；TPU发泡珠粒表面通过超声波对表面清洗脱脂和低温等离子活化处理；水性聚氨酯溶液包括：水性聚氨酯、纳米二氧化钛载银抗菌剂、水性抗氧剂、水性紫外吸收剂、水性光稳定剂、交联剂以及去离子。本发明成本优势明显，并且TPU复合发泡珠粒表面涂层中的纳米二氧化钛载银抗菌剂分布更均匀。本发明可应用于日常生活、医疗卫生、家具家电等多个领域中要求抗菌轻质缓冲的材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种抗菌TPU复合发泡珠粒及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性聚氨酯TPU弹性体具有回弹性好、耐磨、压缩永久形变低、耐低温、机械性能良好等优点，除了主要应用在鞋材行业之外，还被应用在跑道、头盔、物流包装材料、家居新材、教育装备、体育用品以及汽车内饰等多个领域，具有极大的发展潜力。

随着生活水平的日益提高，人们对自身健康的关注度也在不断的增加。自然界存在大量对人类的健康造成巨大威胁的有害微生物，制备抗菌率高，无毒无害，持久性优异，性能稳定的抗菌剂，用于木材、涂料、塑料、橡胶、食品及化妆品等领域是未来的发展要求和趋势。橡塑制品是人们日常生活中的常用品，因为频繁使用很容易造成有害微生物的滋生，造成使用者在使用过程中感染致病微生物，还会造成交叉感染，所以开发抗菌橡塑材料和制品具有深刻的实际应用意义。

目前，抗菌剂主要有无机抗菌剂、有机小分子抗菌剂、天然抗菌剂以及高分子抗菌剂等四种，其各自在抗菌剂性质、抗菌原理等方面存在差异，使其具有不同的优缺点和使用条件。有机小分子抗菌剂具有种类多、杀菌快及成本低等优点，但其还有广谱性差、耐热性较差，毒性大、易产生耐药性及分解产物有毒等缺点，天然抗菌剂虽然安全性高、广谱及长效，但其耐热性及广谱性也较差，并且寿命短，加工困难，高分子抗菌剂虽然具有抗菌高效、快速、低毒、颜色稳定性好等优点，但其制备工艺复杂、制备成本高；无机抗菌剂目前主要有银系抗菌剂和钛系光催化抗菌剂等，其具有抗菌广谱、长效、不产生耐药性，毒性低等优点，特别是其突出的缓释性和良好的耐热性而备受重视，在抗菌剂材料的发展中具有极大的潜力，且较易制成纳米级。但无机抗菌剂中仍然存在银系易变色且价格偏高，钛系受光照限制等缺点，应用受到限制。纳米二氧化钛载银无机抗菌剂作为一种新型复合型抗菌剂，实现纳米二氧化钛和银离子的协同抗菌作用，既具有纳米二氧化钛本身的可见光和紫外光下杀菌、抗病毒，分解细菌的作用，又具有在没有光源下的纳米银强效抗菌和杀灭病毒的作用，并且纳米二氧化钛载银抗菌剂通过无机抗变色助剂(纳米二氧化钛)使银的活性大幅度提高并降低变色性，实现了银离子的缓释，纳米二氧化钛载银抗菌剂具有巨大的优越性。

目前，将纳米二氧化钛载银抗菌剂添加到TPU发泡的基体树脂中，存在成本较高，且不易分散均匀等问题需要解决。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种抗菌TPU复合发泡珠粒及其制备方法和应用，不仅成本优势明显，而且TPU复合发泡珠粒表面涂层中的纳米二氧化钛载银抗菌剂分布更均匀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种抗菌TPU复合发泡珠粒包括：

(1)TPU发泡珠粒；以及

(2)喷雾涂布在TPU发泡珠粒的表面的含纳米二氧化钛载银无机抗菌剂的水性聚氨酯溶液以形成厚度10μm～200μm的抗菌涂层；

TPU发泡珠粒表面通过超声波对表面清洗脱脂和低温等离子活化处理；

水性聚氨酯溶液包括：水性聚氨酯、纳米二氧化钛载银抗菌剂、水性抗氧剂、水性紫外吸收剂、水性光稳定剂、交联剂以及去离子。

上述的抗菌TPU复合发泡珠粒中水性聚氨酯溶液为羧基型热塑性水性聚氨酯乳液。