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一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料及其制备方法和应用

文献发布时间:2024-04-18 19:54:45


一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于有机硅材料技术领域,涉及一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料及其制备方法和应用。

背景技术

细菌、真菌和病毒等病原微生物能引发机体组织病变,严重威胁着人类的身心健康。医疗器械在介入体内后,在其表面滋生细菌是引发感染的最主要原因,给病患带来重大的经济损失,甚至会危及生命安全。为此,人们开发了抗菌材料以减少细菌传播带来的危害。与常规的物理和化学消毒方法相比,使用抗菌材料抗菌具有时效长,既经济又方便等优点,譬如:在许多公共场合触摸频繁的部位,如电话、电梯按钮、电脑键盘、各种电器开关上使用抗菌材料,可以有效地断绝“污染源”和“传播源”;在家居用品上使用抗菌材料,有助于改善生活环境,提高卫生质量。

小分子有机抗菌剂如季铵盐、醇类、酚类、有机金属等,它们加工技术成熟,杀菌效果极好,但是毒性较大,热稳定性能较差,易使微生物产生耐药性,使用寿命较短。将小分子有机抗菌剂或金属抗菌剂添加到高分子材料中,制备得到的添加型高分子抗菌材料因为小分子有机抗菌剂或金属抗菌剂会迁移到材料表面,同样存在毒性较大,易使微生物产生耐药性等缺点[ACS Appl.Mater,2016,8,21640-21647;J.Reinf.Plast.Comp.,2020,39(3-4):95-110.]。结构型高分子抗菌材料是将带抗菌基团的前体以共价键的方式结合到目标聚合物中制备而成,不仅克服了小分子抗菌剂和添加型高分子抗菌材料毒性大的缺点,而且具有易于加工、性能稳定、杀菌效果好等优点[Macromol.Biosci.,2020,20:1900301.]。

紫外光(UV)固化技术具有固化速度快,加工工艺简单、能耗低、无污染的优点,被广泛应用于家具和工业产品的油漆、油墨、电子封装等领域。近年来,随着人们环保意识的增强,UV固化抗菌高分子材料的研究开发也引起人们广泛关注。中国发明专利申请CN202110532968.9报道了一种UV固化胶及制备方法,将低聚物和环氧树脂按照配比加入至反应容器中进行搅拌加热,然后加入多元醇、偶联剂和分散剂,接着加入杀菌剂和光引发剂得到UV固化胶。中国发明专利申请CN201811359638.9报道了一种高耐磨水性UV地板漆及其制备方法,所述UV地板漆是向水性UV聚氨酯分散体中添加罐内杀菌剂而制得。中国发明专利申请CN201710716119.2向UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中添加亚麻纤维素,据其报道获得了具有杀菌、透气、阻燃的UV固化水性聚氨酯。但是,上述UV固化抗菌材料是添加型高分子材料。不久前,中国发明专利申请CN202011001135.1公开了一种UV固化的杀菌防静电树脂材料合成方法及其应用,具体是采用惰性溶剂法合成四硝基酞菁锌,并用九水合硫化钠将四硝基酞菁锌还原为四氨基酞菁锌,同时在四氨基酞菁锌上接枝不饱和双键,应用于UV光固化,但制备过程复杂,且所述四氨基酞菁锌上接枝不饱和双键的产物溶解性差。中国发明专利CN202110800922.0公开了一种具备抗菌功能的可UV固化加硬树脂及合成方法,具体是将端三丙烯酰氧基季戊四醇金属酞菁酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、MIBK、MEK、流平剂、爽滑剂、AF表面防油污助剂复合后,经UV固化获得抗菌材料。虽然据该专利报道,该UV固化的杀菌防静电防指纹树脂材料制成的涂层均具有快速的超强杀菌能力和防静电能力,同时具有永久性,具有很好的耐磨性,但该UV固化材料既有不环保的溶剂,又有添加的爽滑剂、AF表面防油污助剂,其环保性有待提高。

为了克服上述UV固化抗菌材料的缺点,并发挥UV固化技术的优势,发明人之前提出了中国发明专利CN202210512217,其公开了一种UV固化透明抗菌有机硅材料的制备方法,具体是首先制备含席夫碱和巯丙基的超支化含硅聚合物和基于蓖麻油的聚氨酯-丙烯酸酯UV固化预聚物,将它们与光引发剂混合均匀并经真空脱泡后,经UV固化获得杀菌抑菌的UV固化透明有机硅材料,其透光率80~96%(光波长范围400~800nm,样品厚度10mm),硬度6B~5H,吸水率0.7~2.0%,初始热分解温度(热失重5%)162~184℃,拉伸强度0.6~12MPa,断裂伸长率45~130%,与基材粘接力4级至1级。这种UV固化材料具有很高的透光率,良好的热稳定性,较好的机械力学性能和对基材的粘接力,无论对真菌还是细菌都有很好的抑制作用。但是,该材料表面疏水,还因为席夫碱基团抗菌能力相对较低,导致UV固化材料的抗菌性能有进一步提升的空间。

胆碱是带正电荷的四价碱基,是所有生物膜的组成成分和胆碱能神经元中的乙酰胆碱的前体,化学式为C

当前,因高分子材料易燃而造成火灾频繁发生,又因不能防静电导致静电击穿、起火甚至爆炸(尤其在容易产生静电,并发生静电起火爆炸的生产车间),这些危险一旦发生,将会给人民带来生命财产不可估量的损失。因此,研究新型阻燃、防静电材料也是人们的追求之一。

为了克服现有高分子材料的缺点,本发明公开了一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料的制备方法及其产品,具体是首先制备含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物和含磷三官能丙烯酸酯、光引发剂混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经UV固化30~180s,获得UV固化透明有机硅材料,该材料对金色葡萄球菌杀菌效率可达85~95.6%,对白色念珠菌杀菌效率可达90~99.5%,水接触角20~30°,透光率85~98%,水平垂直燃烧氧指数24~35,阻燃可达V1~V0级,表面阻抗值10

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料的制备方法。

一种胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料的制备方法,采用以下技术方案:

步骤(1)、制备含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物

(1-1)30~80℃条件下,将异氰酸酯基烷氧基硅烷、胆碱衍生物和二月桂酸二丁基锡置于溶剂中反应1~12h,然后减压脱除溶剂和未反应原料,获得含胆碱衍生物的烷氧基硅烷;

(1-2)将含胆碱衍生物的烷氧基硅烷、巯丙基烷氧基硅烷和含两个羟基的小分子化合物在对甲苯磺酸催化下于100~160℃反应2~12h,减压脱除未反应原料,获得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物;

作为优选,所述异氰酸酯基烷氧基硅烷与胆碱衍生物的摩尔比为1:1;

作为优选,所述异氰酸酯基烷氧基硅烷为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物;

作为优选,所述胆碱衍生物为胆碱、N-油酰基-D-赤型鞘氨酰基磷酰胆碱和N-棕榈酰-D-赤型鞘氨酰磷酸胆碱中的一种或几种的混合物;

作为优选,所述二月桂酸二丁基锡的用量为异氰酸酯基烷氧基硅烷与胆碱衍生物总质量的0.05-1%;

作为优选,所述溶剂为DMF、DMAc、四氢呋喃、乙腈、DMSO中的一种或几种的混合物;更为优选,所述溶剂为DMF、DMAc和乙腈中的一种或几种的混合物;

作为优选,异氰酸酯基烷氧基硅烷与胆碱衍生物反应温度为50~80℃,反应时间3~8h;

作为优选,溶剂用量为0.5~4倍,更为优选为1~3倍;

作为优选,所述巯丙基烷氧基硅烷为巯丙基三甲氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物;

作为优选,所述对甲苯磺酸的用量为含胆碱衍生物的烷氧基硅烷、巯丙基烷氧基硅烷和含两个羟基的小分子化合物总质量的0.5~2%;

作为优选,含胆碱衍生物的烷氧基硅烷与巯丙基烷氧基硅烷用量的摩尔比为5:95~40:60,更为优选为15:85~40:60。

作为优选,所述含两个羟基的小分子化合物为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物,其用量为含胆碱衍生物的烷氧基硅烷与巯丙基烷氧基硅烷总摩尔数的1.1~2.0倍。

步骤(2)、制备含磷三官能丙烯酸酯

在氮气保护下,将四氢呋喃与三氯氧磷加入反应容器中,然后在0~5℃下滴加三乙胺、丙烯酸羟乙酯和四氢呋喃的混合物,滴加完毕后在室温下反应;反应完毕后,过滤除三乙胺,并减压脱除溶剂和残留反应物,获得初产物;将初产物溶解在二氯甲烷中,分别用10%盐酸溶液,饱和碳酸氢钠溶液,饱和氯化钠溶液洗涤至中性,干燥后旋除二氯甲烷,获得含磷三官能丙烯酸酯;

作为优选,反应容器中四氢呋喃与三氯氧磷的质量比为2:1;

作为优选,室温下反应的时间为12h;

作为优选,所述三氯氧磷、三乙胺和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:3:3;所述混合物中,四氢呋喃的质量为三乙胺与丙烯酸羟乙酯的总质量的3倍。

步骤(3)、制备UV固化透明有机硅材料

将含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯、光引发剂混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经UV固化30~180s,获得UV固化透明有机硅材料;其中,所述含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯按照巯基与丙烯酸酯基摩尔比1:(1~3.5);

作为优选,所述光引发剂为Irgacure-1173,2959,安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮;硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种的混合物;更为优选,所述光引发剂为Irgacure-1173,2959,安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮中的一种或几种的混合物;

作为优选,所述光引发的用量为丙烯酸酯封端的超支化有机硅改性聚氨酯-丙烯酸酯荧光聚合物质量的1~12%,更为优选为3~8%;

作为优选,含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯按照巯基与丙烯酸酯基摩尔比1:(1.5~3.5)。

本发明的另一个目的是提供一种UV固化透明抗菌有机硅材料。该UV固化透明抗菌有机硅材料对金色葡萄球菌杀菌效率可达85~95.6%,对白色念珠菌杀菌效率可达90~99.5%,水接触角20~30°,透光率85~98%,水平垂直燃烧氧指数24~35,阻燃可达V1~V0级,表面阻抗值10

本发明的又一个目的是提供一种UV固化透明抗菌有机硅材料在作为抗菌、阻燃和防静电的涂料、光学电子器件、食品包装、医用设备和纺织品等领域的应用,尤其适合于需要抗菌的光学电子器件的封装和保护。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

(1)本发明胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料为无溶剂、结构型的UV固化高分子抗菌、阻燃和防静电材料,抗菌、阻燃和防静电性能优异,毒性小,金色葡萄球菌杀菌效率可达85~95.6%,对白色念珠菌杀菌效率可达90~99.5%,其水接触角20~30°,透光率85~98%,水平垂直燃烧氧指数24~35,水平垂直燃烧阻燃可达V1~V0级,表面阻抗值10

(2)本发明在UV固化有机硅改性材料中引入具有优异杀菌效果的胆碱衍生物基团,使制备得到材料具有良好的防静电效果、抗菌效果和亲水性。

本发明胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料引入了含有季铵盐基团的胆碱衍生物基团,有较好的亲水效果,从而导致其表面聚集的静电被吸附的水分子传导,从而表现出较好的防静电效果,表面阻抗值能够达到10

(3)本发明胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料因所得UV固化材料分子中含有硅和磷,当其燃烧时,硅和磷起到协同阻燃效果,使材料具有较好的阻燃效果,水平垂直燃烧氧指数24~35,阻燃可达V1~V0级。

附图说明

图1为实施例1中胆碱与3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷反应后获得的含胆碱衍生物基团的烷氧基硅烷的

图2为实施例1中不同巯基与丙烯酸酯基摩尔比固化物表面水接触角对比图;

图3为实施例1中不同巯基与丙烯酸酯基摩尔比固化物对金色葡萄球菌抗菌效果对比,其中a为空白样,b为摩尔比1:1,c为摩尔比1:1.5,d为摩尔比1:2,e为摩尔比1:2.5,f为摩尔比1:3.5。

具体实施方式

如前所述,鉴于现有技术的不足,本案发明人经长期研究和大量实践,提出了本发明的技术方案,其主要是依据至少包括:

(1)本发明在UV固化有机硅改性材料中引入具有优异杀菌效果的胆碱衍生物基团,使制备得到的胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料,具有优良的生物相容性和优异的抗菌效果。因胆碱衍生物基团在固化物大分子链上,从而无法迁移,克服了小分子有机抗菌剂和添加型高分子抗菌材料毒性较大的缺点。

(2)因为胆碱衍生物中的季铵盐基团的存在,使得抗菌材料具有非常优异的亲水性能,从而能减少细菌在表面的粘附,还可创建有自清洁功能的抗菌表面,以实现有效除菌。季铵盐基团还能够导致其表面聚集的静电被吸附的水分子传导,从而表现出较好的防静电效果。

本发明所述胆碱衍生物改性有机硅UV固化透明亲水抗菌、阻燃和防静电材料,采用如下方案制备得到:

步骤(1)、30~80℃条件下,将摩尔比为1:1的异氰酸酯基烷氧基硅烷和胆碱衍生物混合,加入质量为异氰酸酯基烷氧基硅烷与胆碱衍生物总质量的0.05-1%的二月桂酸二丁基锡催化剂,在0.5~4倍溶剂中反应1~12h,然后减压脱除溶剂和未反应原料,获得含胆碱衍生物的烷氧基硅烷;

将含胆碱衍生物的烷氧基硅烷、巯丙基烷氧基硅烷和含两个羟基的小分子化合物在对甲苯磺酸催化下于100~160℃反应2~12h,减压脱除未反应原料,获得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物;其中,所述含胆碱衍生物的烷氧基硅烷与巯丙基烷氧基硅烷用量的摩尔比为5:95~40:60;所述含两个羟基的小分子化合物的用量为含胆碱衍生物的烷氧基硅烷与巯丙基烷氧基硅烷总摩尔数的1.1~2.0倍;所述对甲苯磺酸的用量为含胆碱衍生物的烷氧基硅烷、巯丙基烷氧基硅烷和含两个羟基的小分子化合物总质量的0.5~2%;

所述异氰酸酯基烷氧基硅烷为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物;

所述胆碱衍生物为胆碱、N-油酰基-D-赤型鞘氨酰基磷酰胆碱和N-棕榈酰-D-赤型鞘氨酰磷酸胆碱中的一种或几种的混合物;

所述胆碱的化学结构式如下:

所述N-油酰基-D-赤型鞘氨酰基磷酰胆碱的化学结构式如下:

所述N-棕榈酰-D-赤型鞘氨酰磷酸胆碱的化学结构式如下:

所述溶剂为DMF、DMAc、四氢呋喃、乙腈、DMSO中的一种或几种的混合物;

所述巯丙基烷氧基硅烷为巯丙基三甲氧基硅烷和巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物;

所述含两个羟基的小分子化合物为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物。

步骤(2)、在氮气保护下,将四氢呋喃与三氯氧磷按照质量比2:1加入反应容器中,然后在0~5℃下滴加三乙胺、丙烯酸羟乙酯和四氢呋喃的混合物,滴加完毕后室温反应12h;反应完毕后,过滤除三乙胺,并减压脱除溶剂和残留反应物,获得初产物;将初产物溶解在二氯甲烷中,分别用10%盐酸溶液,饱和碳酸氢钠溶液,饱和氯化钠溶液洗涤至中性,采用无水硫酸钠干燥后旋除二氯甲烷,获得含磷三官能丙烯酸酯;

所述三氯氧磷、三乙胺和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:3:3;所述混合物中,四氢呋喃的质量为三乙胺与丙烯酸羟乙酯的总质量的3倍。

含磷三官能丙烯酸酯合成路线

步骤(3)、将含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯、光引发剂混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经UV固化30~180s,获得抗菌的UV固化透明有机硅材料;所述光引发的用量为丙烯酸酯封端的超支化有机硅改性聚氨酯-丙烯酸酯荧光聚合物质量的1~12%;所述含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯按照巯基与丙烯酸酯基摩尔比为1:(1~3.5);

所述光引发剂为Irgacure-1173,2959,安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮;硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种的混合物;更为优选,所述光引发剂为Irgacure-1173,2959,安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮中的一种或几种的混合物。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明中,分析测试方法如下:

核磁共振:以氘代氯仿(CDCl

凝胶化率:采用索氏提取法,将固化物用甲苯在150℃下抽提4h,以残留量占固化物原始质量的百分比表示。

附着力:按照ISO2409-2007标准的BGD-502漆膜,采用划格法测试附着力。

透光率测试:美国Thermo Fisher公司的Evolution 300型紫外可见分光光度计测试聚合物的透光率,测试波长范围为300–800nm,样品厚度10mm。

阻燃性能:水平垂直燃烧用KS-50C水平垂直燃烧试验仪(上海今森检测设备有限公司)测得。

抗静电性能:用PRS-801表面电阻测试仪(美国Prostat)测得。

拉伸强度试验:实验设备为优鸿测控技术(上海)有限公司产UH6503D微机控制电子拉压循环往复试验机,拉伸速度2mm/min,每种薄膜测3次,取平均值。

铅笔硬度:按GB/T 6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》进行测定。

吸水率:将涂膜剪成一定形状的方块,室温下在去离子水中浸泡24h,用滤纸吸干涂膜表面的水,按式计算涂膜的吸水率:

其中B代表吸水率(%);m

UV固化材料对细菌、真菌抑制效果实验:

供试真菌:粗糙脉孢菌

供试细菌:金色葡萄球菌

供试培养基

PDA(马铃薯琼脂葡萄糖培养基):马铃薯200g,琼脂15g,葡萄糖20g,加入纯水定容至1000mL,121℃高压湿热灭菌25min。用于真菌培养,液体培养则省去琼脂。

LB(Luria-Bertani)培养基:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,NaCl 10g,琼脂15g,加入纯水定容至1000mL,121℃高压湿热灭菌25min。用于细菌培养,液体培养则省去琼脂。

实验方法

细菌/真菌菌株活化:将保存细菌/真菌菌种,在相应固体培养基上进行2次划线培养,活化后的菌株,加到50mL对应液体培养基中,设置摇床为37/28℃、180r/min,将在摇床上连续培养24h,制取成菌悬液。

吸取5μL制备好的菌悬液,滴于UV固化物涂层表面,同时设置空白对照组,风干后封板,置于37/28℃恒温培养箱黑暗培养1-5d,观察菌斑大小形态。

实施例1

(1)将225g 3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷与121.18g胆碱和700g乙腈加热至80℃、加入0.346g二月桂酸二丁基锡,反应8h后,在80℃/130mmHg下减压脱除溶剂和未反应原料,获得346.18g含胆碱衍生物的烷氧基硅烷,随后将其与458.127g巯丙基三甲烷氧基硅烷、310.350g乙二醇,在21.293g对甲苯磺酸催化下于160℃反应2h,在100℃/130mmHg下减压脱除未反应原料,获得1021.657g含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物,其

(2)在N

(3)将所得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯按照不同的摩尔比混合,加入光引发剂Irgacure-1173并经真空脱泡10~30min后,经UV固化120s,获得抗菌的UV固化透明有机硅材料,其综合性能和杀菌性能见表1、图2和图3,表明所得UV固化材料具有优异的抗菌效果、很高的透光率、优良的亲水性能和较好的附着力。

表1含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯的巯基和丙烯酸酯基摩尔比对固化物性能影响

上述Irgacure-1173添加量为含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯总质量的5%,固化时间120s。

实施例2

取实施例1中所得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯、光引发剂Irgacure-1173混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经不同UV固化时间,获得抗菌的UV固化透明有机硅材料,其综合性能和杀菌性能见表2,表明所得UV固化材料具有优异的抗菌效果、很高的透光率、优良的亲水性能和较好的附着力。

表2不同UV固化时间对固化物性能的影响

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上述Irgacure-1173添加量为含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯总质量的5%,巯基与丙烯酸酯基摩尔比为1:2.5。

实施例3

(1)将250g 3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷与729.065gN-油酰基-D-赤型鞘氨酰基磷酰胆碱和489.533g DMF加热至60℃、加入0.979g二月桂酸二丁基锡,反应12h后,在120℃/130mmHg下减压脱除溶剂和未反应原料,获得979.065g含胆碱衍生物的烷氧基硅烷,随后将其与420.603g巯丙基三甲烷氧基硅烷、228.30g 1,3-丙二醇,在16.280g对甲苯磺酸催化下于160℃反应2h,在100℃/130mmHg下减压脱除未反应原料,获得1021.657g含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物;

(2)取所得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物,实施例1中所得含磷三官能丙烯酸酯、光引发剂2959混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经UV固化120s,获得抗菌的UV固化透明有机硅材料,其综合性能和杀菌性能见表3,表明所得UV固化材料具有优异的抗菌效果、很高的透光率、优良的亲水性能和较好的附着力。

表3含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯的巯基和丙烯酸酯基摩尔比对固化物性能影响

上述2959添加量为含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物与含磷三官能丙烯酸酯总质量的7%,固化时间120s。

实施例4

(1)将250g 3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷与703.028gN-棕榈酰-D-赤型鞘氨酰磷酸胆碱和476.514g DMF和476.514g四氢呋喃加热至40℃、加入7.624g二月桂酸二丁基锡,反应6h后,在120℃/130mmHg下减压脱除溶剂和未反应原料,获得953.028g含胆碱衍生物的烷氧基硅烷,随后将其与49.085g巯丙基三甲烷氧基硅烷、168.975g 1,4-丁二醇,在9.368g对甲苯磺酸催化下于160℃反应2h,在100℃/130mmHg下减压脱除未反应原料,获得1036.088g含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物;

(2)取所得含胆碱衍生物和巯丙基的超支化含硅聚合物20g,实施例1中所得含磷三官能丙烯酸酯2.21、光引发剂,混合均匀并经真空脱泡10~30min后,经UV固化120s,获得抗菌的UV固化透明有机硅材料,其综合性能和杀菌性能见表4,表明所得UV固化材料具有优异的抗菌效果、很高的透光率、优良的亲水性能和较好的附着力。

表4UV固化引发剂的影响

巯基与丙烯酸酯基摩尔比为1:3.5,固化时间120s。

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