[發(fā)明專利]一種聚氨酯分散液及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113527611B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 王習文;史夢晴
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/65;C08G18/64;C08G18/32;C08G18/34;D21H17/57;D21H21/08;D21H21/12;D21H21/06
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

本發(fā)明公開了一種聚氨酯分散液及其制備方法和應用。一種聚氨酯分散液，按重量份計，制備原料包括：堿木質(zhì)素0.5?10份；植物油基多元醇30～60份；異氰酸酯10?50份；擴鏈劑10～40份。能夠以可再生的植物油基多元醇和堿木質(zhì)素作為主要成膜物質(zhì)，因此可緩解石油基多元醇資源緊張的問題；此外由于原料之間的配合，所得聚氨酯分散液可以為水系分散液，且制備成聚氨酯膜或聚氨酯充皮紙后，可提升對應膜和充皮紙的機械性能。

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種聚氨酯分散液及其制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯(PU)是聚氨酯是通過二異氰酸酯與多元醇反應，分子鏈由軟段和硬段相嵌組成的一種具有微相晶體結構的共聚物，主要分為泡沫、粘結劑、彈性體、薄膜等幾大類，因為聚氨酯優(yōu)異的機械性能和耐磨性而被廣泛應用于生物醫(yī)學、建筑、汽車、航空航天等領域。近年來，聚氨酯在全球范圍內(nèi)獲得了長足的發(fā)展，是使用最廣泛的合成聚合物，世界六大合成材料之一。有研宄表明，2016年全球聚氨酯的總量達到了2120萬 t，而據(jù)估計聚氨酯產(chǎn)量將繼續(xù)保持3％的年均增長率。

傳統(tǒng)聚氨酯通常以有機溶劑作為分散液，制備原料是具有毒性的異氰酸酯和石油基多元醇，在制備及使用過程中會產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)和揮發(fā)性有機化合物(VOC)。水性聚氨酯是用水代替有機溶劑的聚合物體系，以水作為分散介質(zhì)，有污染程度低、安全可靠、相容性好等優(yōu)點，因此已被廣泛用于涂料、膠粘劑、彈性體、油墨和軟硬質(zhì)泡沫。

但是，隨著資源的開發(fā)，石油基多元醇的資源越來越緊張，同時，現(xiàn)有的水性聚氨酯仍存在降解難，以及機械性能差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出一種聚氨酯分散液，能夠以可再生的植物油基多元醇和堿木質(zhì)素作為主要成膜物質(zhì)，因此可緩解石油基多元醇資源緊張的問題；此外由于原料之間的配合，所得聚氨酯分散液可以為水系分散液，且制備成聚氨酯膜或聚氨酯充皮紙后，可提升對應膜和充皮紙的機械性能和降解性能。

本發(fā)明還提出一種上述聚氨酯分散液的制備方法。

本發(fā)明還提出一種制備原料包括上述聚氨酯分散液的充皮紙。

本發(fā)明還提出一種上述充皮紙的制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種聚氨酯分散液，按重量份計，制備原料包括：

堿木質(zhì)素0.5-10份；

植物油基多元醇30～60份；

異氰酸酯10-50份；

擴鏈劑10～40份。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，至少具有以下有益效果：

植物油是一種飽和或不飽和的脂肪酸與甘油生成的三酸甘油酯，其來源為植物，具有綠色可持續(xù)、價廉可再生，可由其制備具有多種化學轉化可能性的新產(chǎn)品；

堿木質(zhì)素作為制漿造紙的副產(chǎn)物，是地球上儲量第二大天然有機碳高分子化合物，來源廣泛，物產(chǎn)富饒，其分子結構中存在著芳香基、酚羥基、醇羥基、碳基共扼雙鍵等活性基團，因此可以進行氧化、還原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、鹵化、硝化、縮聚或接枝共聚等許多化學反應；

因此，將來源于植物的堿木質(zhì)素和植物油基多元醇等可再生資源作為聚氨酯分散液的主要成膜物質(zhì)，可減輕石油資源緊張的壓力；此外由于堿木質(zhì)素中具有豐富的活性基團，因此用于聚氨酯分散液制備后，還可以改善聚氨酯分散液成膜后材料的耐水、耐溶劑性能以及機械性能，進而拓寬了其使用范圍和應用價值；最重要的是，由于本發(fā)明采用植物源原料作為聚氨酯分散液的成膜物質(zhì)，因此大大提升了聚氨酯成膜后的降解性能，緩解了環(huán)境壓力，為環(huán)境污染等問題提供了有效可行的解決方案。