[發明專利]基于天然植物油的聚合物體系、乳液及其合成和應用

有效

• 申請號: 201010159350.4
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102234371A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 王守臣;朱連勇;劉輝;劉結生;何唯平
• 申請（專利權）人: 深圳市海川實業股份有限公司;深圳海川化工科技有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08J3/03;C09D167/08;C09D11/10
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【技術領域】

本發明涉及一種基于天然植物油的聚合物體系、乳液及其合成和應用，特別涉及采用活性單體或活性單體的低聚物對聚天然植物油進行改性制得的聚合物體系，并以聚合物體系制得的乳液以及該乳液的合成和應用。

【背景技術】

目前包括合成樹脂的乳液產品的原料大部分源于石油，而石油作為一種不可再生資源，決定了它是確保國家安全，保證國民經濟可持續發展以及人民生活水平不斷提高的不可缺少的重要戰略資源。隨著經濟和現代社會的快速發展，世界石油消耗量急劇增長，國際石油價格不斷上漲，石油產品的供需矛盾日趨緊張。而且以石油具有不可再生性，同時以石油為原料制得的乳液產品具有不可降解性。所以尋找替代石油的其他資源作為合成乳液產品的原料變得越來越重要，不僅可以減少對石油資源的依賴，同時對于環保和節約石油資源都具有重要的意義。

大豆油、花生油、棕櫚油、蓖麻油等植物油具有可再生性和環保性，其主要成分為甘油三酸酯，甘油三酸酯與醇類物質進行高溫熬制，再經過一系列復雜的反應制得油性醇酸樹脂乳液產品，替代了以石油為原料制備的乳液產品，并廣泛應用于油漆、油墨、涂料等行業，但是由于醇酸樹脂中存在大量的酯鍵而具有容易粉化的特點，使得涂料的油墨的耐候性大大降低。所以如果要利用植物油制備環保型的乳液產品，并能夠彌補上述缺陷，則需要對其進行改性才可以。

植物油用在涂料方面，采用植物油改性聚氨酯的研究比較多，而關于以改性聚天然植物油為主要原料制得的乳液用于水性涂料和水性油墨的相關研究卻很少。植物油基聚氨酯材料不但機械性能可與相應石油基材料媲美，而且耐熱分解與熱氧化性能更佳，生產成本更低。專利號為ZL03129111.2的中國發明專利公開了一種主要由脂肪族或芳香族類的多異氰酸酯與含羥基的植物油得到的聚氨酯涂料以及專利公開號為CN1786095的中國發明專利公開了一種天然植物油型涂料及其制備方法。這兩個專利是都是利用聚氨酯的與植物油的羥基反應得到，沒有嘗試利用植物油雙鍵的改性。國外雖然也有采用其他對植物油改性方法的嘗試：例如，Ashraf，SM等研究了聚酰胺的亞麻油、脫水蓖麻油和聚甲基丙烯酸的可混合行為，研究結果發現含有更多不飽和鍵的亞麻油具有更好的混合性能，因為提高聚合物的分子水平上的混合性可使混合物的物理和機械性能改進，這種方法是直接的機械和物理混合改性；專利號為KR2007093698的韓國專利公開了一種含有天然固體穩定劑的水性涂料且制備過程中不含揮發性有機化合物的方法，該涂料制備時是將腰果樹油或反應性的植物油或天然松香衍生物在反應器中在氮氣氣氛下加熱到180℃-230℃下聚合后，再用天然松節油稀釋，加入其他添加劑得到的不含揮發性有機化合物的環保油漆合成物。該涂料克服了植物油含有機揮發物的問題，但得到的還是油性涂料，沒有對聚合植物油進行改性；專利號為JP2008231260的日本專利公開了一種由天然固體穩定劑、植物油和水制備的無有機揮發物的水性涂料，其中包含1％-10％的天然固體穩定劑和10％-30％的水，這種組合物因為沒有合成物質所以具有對環境、健康無害的和干燥快的優勢。

以上所述的研究中都只是以植物油與其他物質的簡單混合以提高植物油的性能。Juchen?Guo等利用雜化細乳液聚合方法對丙烯酸+油和丙烯酸酯+油系統進行了研究，通過用葵花籽油和丙烯酸酯的細乳液聚合雜化，結果表明這種雜化過程提高了傳統的醇酸樹脂嫁接效率，加強了雜化聚合物顆粒的均勻性，從而提高了膠乳的抗水性能。他們利用雜化細乳液聚合方法對醇酸樹脂的改性在一定程度上提高了其性能，但這還是相當于提高其混合性；專利公開號為W02005002721的PCT專利公開了一種新型的植物油改性方法，如：用幾種最大劑量制備的包含電離輻射處理得到的涂料、塑料、油墨、抗腐蝕劑、膠粘劑、溶劑、潤滑油、燃料、密封劑或表面活性劑等，這種新型的方法特別適合對天然和可再生的油類產物進行改性，得到的改性產物可用在涂料、油墨等度方面，但這也只是進行了理論的研究。

在用于油墨方面，植物油基印刷油墨在歷史上已有很長的時間。我國15世紀末就出現了植物油基油墨。大豆油、棉籽油、亞麻仁油、紅花籽油、桐油、葵花籽油等在油墨制造史上都有很長的應用歷史。傳統的可用聚合植物油制備油墨連結料，主要通過植物油熱聚合反應制得，而且多為油性的產品。國內對此的研究并不多，例如，中國專利公開號為CN101250351的中國發明專利公開了一種基于豆油基屏板印刷油墨，該油墨解決了傳統石化油墨含有大量有害溶劑的問題；中國專利公開號為CN101531844的中國發明專利公開了一種環境友好型平板印刷油墨。