[發明專利]一種生物基水性聚氨酯樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011596915.5
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112724347B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 錢建中;錢洪祥;陳桂蓮;張楊靜;胡亮
• 申請（專利權）人: 上海匯得科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/67;C08G18/38;C08L75/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種生物基水性聚氨酯樹脂及其制備方法和應用，所述生物基水性聚氨酯樹脂的制備原料按照重量百分比計，包括如下組分：蓖麻油3.5～17.5％、單羥基有機硅1.2～8.1％、低聚物二元醇7.3～33.6％、異氰酸酯4～23％、羧酸類親水性擴鏈劑和/或磺酸類親水性擴鏈劑0.5～2.8％、小分子胺擴鏈劑0.2～5.5％、小分子醇擴鏈劑0～2.8％、成鹽劑0～1.3％、催化劑0.005～0.01％和去離子水45～65％。本發明的生物基水性聚氨酯樹脂在保證了優良成膜性、穩定性及力學性能的基礎上，還具有較好的耐水性，適用于水性聚氨酯合成革。

技術領域

本發明屬于聚氨酯制備技術領域，涉及一種生物基水性聚氨酯樹脂及其制備方法和應用。

背景技術

水性聚氨酯以水為溶劑，具有無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點，已成為聚氨酯工業發展的重要方向。聚氨酯生產原料多源于石油化工產品，隨著過度消耗不可再生資源問題的暴露，以生物基為原料的聚氨酯引起了人們的關注，生物基大多源于動植物，具有很好的可再生性及生物降解性，其用于制備水性聚氨酯符合生產發展及環保的需求。

水性聚氨酯由于聚氨酯分子上引入了羧酸類親水性基團，其膠膜的耐水性減弱，所以，在保持水性聚氨酯優良成膜性、穩定性及力學性能的基礎上，增強水性聚氨酯的耐水性有著極高的應用價值。蓖麻油是一種天然可再生資源，儲量豐富，價格低。從其化學結構上看，它具有長鏈脂肪基，因此制得的聚氨酯制品具有良好的耐水解性、柔韌性、耐低溫性。但是蓖麻油是一種多羥基化合物，用于合成水性聚氨酯及溶劑型聚氨酯的反應過程中易于凝膠，或者因粘度過大而無法乳化或是要加入大量的溶劑稀釋，從而限制了其使用。

CN109880041A公開了一種高分子量水性聚氨酯樹脂及其制備方法。該發明的水性聚氨酯樹脂的制備方法包括以下步驟：將多元醇、多異氰酸酯、助劑在溶劑中通過一個或多個步驟進行反應制備聚氨酯預聚體；將所述聚氨酯預聚體轉移至干燥的容器內，向其中加入一混合液，再接著加入水乳化，獲得高分子量水性聚氨酯樹脂。該發明制備的水性聚氨酯樹脂分子量高、物理機械性能好、耐熱性好，具有油性聚氨酯樹脂特性，而且不含任何有機溶劑，安全環保。但其耐水性仍有待進一步提高。

因此，在本領域中，如何提供一種耐水性良好的生物基水性聚氨酯樹脂已成為目前亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種生物基水性聚氨酯樹脂及其制備方法和應用。本發明的生物基水性聚氨酯樹脂在保證了優良成膜性、穩定性及力學性能的基礎上，還具有較好的耐水性，適用于。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種生物基水性聚氨酯樹脂，所述生物基水性聚氨酯樹脂的制備原料按照重量百分比計，包括如下組分：

本發明中蓖麻油屬于生物基材料，儲量豐富，價格低。從其化學結構上看，它具有長鏈脂肪基，因此制得的聚氨酯制品具有良好的耐水解性、柔韌性、耐低溫性。但是蓖麻油是一種多羥基化合物，用于合成水性聚氨酯的反應過程中易于凝膠。單羥基有機硅是一種單官能度的反應型有機硅，接技到蓖麻油的異氰酸酯預聚體中，可降低分子中反應的官能度，有助于解決蓖麻油用于水性聚氨酯合成由于官能度高易凝膠的問題。

在本發明中，所述生物基水性聚氨酯樹脂的制備原料中，蓖麻油的用量可以為3.5％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、17％或17.5％等。

在本發明中，所述生物基水性聚氨酯樹脂的制備原料中，單羥基有機硅的用量可以為1.2％、1.5％、2％、4％、6％、7％或8.1％等。

在本發明中，所述生物基水性聚氨酯樹脂的制備原料中，低聚物二元醇的用量可以為7.3％、8％、10％、15％、20％、25％、28％、30％、33％或33.6％等。