專利名稱：一種桐油基水性聚氨酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物材料及處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種桐油基水性聚氨酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
桐油是我國(guó)的特產(chǎn)資源,為可再生資源,桐油是油桐(Aleurites fordii)樹種子中的主要產(chǎn)物，是重要的工業(yè)原料和傳統(tǒng)的出口商品，其價(jià)值之高，用途之廣，早已引起許多國(guó)家的重視；桐油具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)及活潑的化學(xué)性質(zhì)。將桐油資源的開發(fā)與工業(yè)化大品種高分子材料的改性相結(jié)合，并向高性能發(fā)展，有利于產(chǎn)品的工業(yè)化推廣應(yīng)用。以桐油為主體的涂料可進(jìn)一步擴(kuò)大用途，桐油的高檔次產(chǎn)品，可用來涂抹飛機(jī)和潛艇外殼，以及濱海和海上石油鉆井設(shè)備等。水性聚氨酯樹脂涂膜具有優(yōu)異的耐磨性，耐擦傷性，粘結(jié)性能，柔韌性和良好的低溫性能，高光澤，但存在耐水性差，耐高溫性能不佳，耐溶劑性不良等諸多缺陷，如何將桐油引入到聚氨酯中并水性化，充分利用可再生資源，生產(chǎn)高檔次的桐油基水性聚氨酯，目前還是一個(gè)較少涉足的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于針對(duì)目前桐油弓丨入到聚氨酯中并水性化存在的問題，而提供解決以上問題的一種桐油基水性聚氨酯及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種桐油基水性聚氨酯:如反應(yīng)式I所示桐油的醇解和反應(yīng)式2由改性桐油經(jīng)反
應(yīng)制備的為乳白色或帶淺棕色的膠乳桐油基水性聚氨酯:
權(quán)利要求
1.一種桐油基水性聚氨酯:如反應(yīng)式I所示桐油的醇解和反應(yīng)式2由改性桐油經(jīng)反應(yīng)制備的為乳白色或帶淺棕色的膠乳桐油基水性聚氨酯:
2.一種如權(quán)利要求1所述桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，制備包括以下順序的工藝步驟: (1)，制備改性桐油:以低分子二(或三)元醇催化劑作用下通過鏈交換對(duì)桐油進(jìn)行改性，生產(chǎn)改性桐油，組成為含羥基的桐油酸的酯，包括桐油酸甘油酯二醇，桐油酸甘油酯單醇、低分子二元醇單桐油酸酯、桐油等的粘稠混合物； (2)，制備含桐油基的水性聚氨酯分散體，以步驟I中合成的改性桐油基混合物、二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚酯二元醇為主要原料，采用縮聚的方法，制備含親水基團(tuán)羧基的聚氨酯預(yù)聚物。
(3)，將步驟2中制備的含親水基團(tuán)羧基的聚氨酯預(yù)聚物冷卻到室溫(20-35°C)并滴加15-30份三乙胺中和至pH = 7 8.5之間，然后在剪切力作用下滴加500-1500重量份的去離子水進(jìn)行水化分散，接著滴水10-150重量份乙二胺擴(kuò)鏈，蒸餾回收丙酮，制備含桐油基的水性聚氨酯分散體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I中各原料的成分如下(按重量份計(jì)):桐油432份；二(或三)元醇62-620份；催化劑3_50份；二(或三)元醇與桐油換算成摩爾比為10: I 1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟2中各原料成分如下(按重量份計(jì)):改性桐油500份；二異氰酸酯100-1000份；二羥甲基丙酸100-300份；聚酯二元醇100-1000份；二丁基二月桂酸錫5-100份；丙酮100-700份；三乙胺15-300份；去離子水500-1500份；乙二胺10-150份。
其中:異氰酸酯基與羥基換算成摩爾數(shù)，其摩爾數(shù)之比=1.1 2.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I中催化劑為強(qiáng)堿KOH、NaOH 或強(qiáng)酸對(duì)甲基苯磺酸、對(duì)甲羥基苯磺酸等或醋酸鋅或醋酸錳或他們的載體型催化劑，其用量配比為以桐油和低分子量二(三)元醇總量(按重量計(jì))的0.1% -8.0%范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I溫度段與反應(yīng)時(shí)間為:50-80°C，反應(yīng)2-7小時(shí)；或90-1101:，反應(yīng)2-7小時(shí);或120-140。。，反應(yīng)1-4小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，異氰酸酯基團(tuán)與羥基的摩爾比在1.1-2.5之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種桐油基水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，溫度段與反應(yīng)時(shí)間為:45°C，反應(yīng)時(shí)間0.5-1小時(shí)；50-65°C，反應(yīng)時(shí)間3-7.5小時(shí)；其二羥甲基丙酸以固體粉末的形式加入。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物材料及處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種桐油基水性聚氨酯及其制備方法；本發(fā)明的制備的桐油基水性聚氨酯及其制備方法以水為分散介質(zhì)，具備經(jīng)濟(jì)、無毒、無刺激性氣味、不燃、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；有助于改善水性聚氨酯涂膜的抗水性能，解決目前水性聚氨酯存在抗水性能差的缺陷，由于桐油基水性聚氨酯骨架中含有桐油組份，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而增加其抗水性；由于桐油的成膜性能好，通過將桐油引入到聚氨酯骨架中，可在很大程度上改善水性聚氨酯的成膜性能；桐油組份含共軛雙鍵，其固化過程可以是熱固化，更為重要的是可在有氧存在下的氧化固化，因此，隔絕空氣、常溫的條件下能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08G18/42GK103172820SQ20111043333
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者陳洪, 王正祥, 彭學(xué)軍 申請(qǐng)人:東莞市才智坊新材料有限公司