[發明專利]桐油基聚氨酯樹脂及其制備方法

無效

• 申請號: 201210568779.8
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103030777A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 袁才登;邵麗英
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/48;C08G18/36;C07C67/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

1.一種桐油基聚氨酯樹脂的制備方法，其特征是包括如下步驟：

(1)桐油甲酯化：將質量比為100:(15~40):(30~50)的桐油、甲醇和第一類有機溶劑，以及相當桐油質量0.2%~1.0%的酸性催化劑，在50~65℃，反應1.5~4.0h進行預酯化；調節pH為8~11，再補加所述桐油質量10%~30%的甲醇，在50~65℃，反應1.5~4.0h進行酯交換；降溫至40℃~20℃，調節pH=6.5~7.0，經水洗，分離，脫溶劑，得淺黃色油狀的液體桐酸甲酯；

所述第一類有機溶劑為四氫呋喃、丙酮、丁酮、苯、甲苯或二甲苯；

(2)桐酸甲酯酸酐化：取質量比為100:(25~40)的桐酸甲酯和馬來酸酐，加入相當桐酸甲酯質量0.1%~0.5%的無水三氯化鋁為催化劑，升溫至70~100℃，保溫反應5~7h，得桐馬酸酐；

(3)桐油基多元醇制備：將桐馬酸酐和多元醇在100～150℃條件下，在酸性催化劑的催化下，先在常壓下反應2~4h，再在10~60kPa條件下反應2~4h，得桐油基多元醇；

所述多元醇的羥值是224~1806mg?KOH/g；所述桐馬酸酐和多元醇的比例是按桐馬酸酐提供的羧基和多元醇提供的羥基的摩爾比為1:(1.0~6.0)，所述酸性催化劑的加入量為所述桐馬酸酐質量0.5%~1.5%；

(4)桐油基聚氨酯樹脂的制備：將第二類有機溶劑、桐油基多元醇、通用型多元醇、多異氰酸酯和催化劑，在50~90℃，反應3~6h，獲得桐油基聚氨酯樹脂；

所述桐油基多元醇和通用型多元醇合稱多羥基化合物，在所述多羥基化合物中桐油基多元醇提供的羥基摩爾數為20~100%，通用型多元醇提供的羥基摩爾數為0~80%；

多羥基化合物提供的羥基與多異氰酸酯提供的異氰酸酯基的摩爾比為1:(0.8~2.5)；

通用型多元醇的羥值為37~560mg?KOH/g；

所述催化劑的加入量為所述多羥基化合物與多異氰酸酯總質量的0.075%~0.5%；

所述第二類有機溶劑的質量:所述多羥基化合物和多異氰酸酯總質量為30~80:20~70；

所述第二類有機溶劑為甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮或丁酮。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（1）桐油甲酯化為：將質量比為100:20:40的桐油、甲醇和第一類有機溶劑，以及相當桐油質量0.5%的酸性催化劑，在60~64℃，反應2.0~2.5h進行預酯化；調節pH為8~11，再補加所述桐油質量20%的甲醇，在60~64℃，反應2.0~2.5h進行酯交換；降溫至40℃-20℃，調節pH=6.5~7.0，經水洗，分離，脫溶劑，得淺黃色油狀的液體桐酸甲酯，所述第一類有機溶劑為四氫呋喃。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（3）桐油基多元醇制備為：將桐馬酸酐和多元醇在130℃條件下，在酸性催化劑的催化下，先在常壓下反應3h，再在20~50kPa條件下反應3h，得桐油基多元醇；

所述多元醇的羥值是1244～1474mg?KOH/g；所述桐馬酸酐和多元醇的比例是按桐馬酸酐提供的羧基和多元醇提供的羥基的摩爾比為1:(3.0~5.0)，所述酸性催化劑的加入量為所述桐馬酸酐質量1.0%。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（4）桐油基聚氨酯樹脂的制備為：將第二類有機溶劑、桐油基多元醇、通用型多元醇、多異氰酸酯和催化劑，在70~80℃，反應4~5h，獲得桐油基聚氨酯樹脂；

所述桐油基多元醇和通用型多元醇合稱多羥基化合物，在所述多羥基化合物中桐油基多元醇提供的羥基摩爾數為50~70%，通用型多元醇提供的羥基摩爾數為30~50%；

多羥基化合物提供的羥基與異氰酸酯提供的異氰酸酯基的摩爾比為1:(1.2~2.0)；

通用型多元醇的羥值范圍為420mg?KOH/g；

所述催化劑的加入量為所述多羥基化合物與多異氰酸酯總質量的0.08%~0.1%；

所述第二類有機溶劑的質量:所述多羥基化合物和多異氰酸酯總質量為50~60:40~50；

所述第二類有機溶劑為甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮或丁酮。

5.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特征是所述酸性催化劑為濃硫酸、磷酸或對甲苯磺酸。