[发明专利]一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法，以质量份数计，其制备原料包括：花椒籽油24.4份、三羟甲基丙烷8.9份、醇解催化剂0.0122份、邻苯二甲酸酐5.9‑7.4份、二异氰酸酯11.1‑13.32份、2,2‑二羟甲基丙酸4.2份、二丁基二月桂酸锡0.2份和三乙胺4.0份。本发明以花椒籽油为原料,异佛尔酮二异氰酸酯作为改性剂引入氨酯基，2,2‑二羟甲基丙酸为水性单体，工艺简单，漆膜具备优异的干燥速率以及良好的硬度、耐水性、耐酸性等，聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂使非食用花椒籽油在有机涂料中得到进一步的开发利用，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于涂料化工技术领域，具体涉及一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法。

背景技术

醇酸树脂涂料具有漆膜附着力好，光亮，丰满等特点，且具有很好的施工性，并且可用其他树脂改性成多种不同性能的自干或烘干漆，广泛用于桥梁等建筑物以及机械、车辆、船舶、飞机、仪表等的涂装。此外，醇酸树脂原料易得，工艺简单，符合可持续发展的社会要求。然而，醇酸树脂存在着一些不足：漆膜干燥速率缓慢、硬度低，耐水、耐碱性不佳。

异氰酸酯改性醇酸树脂也称为氨酯醇酸树脂，其以二异氰酸酯代替部分苯酐，可以改善涂膜的干燥速率，硬度和耐水解性，但是单独用花椒籽油与多元醇、多元酸合成的水性醇酸树脂干燥速率慢、硬度低、耐水性和耐碱性差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法，克服以廉价的农业副产物花椒籽油制备的水性醇酸树脂干燥缓慢、硬度低和耐水性差等缺陷，本发明利用廉价的花椒籽油合成的聚氨酯改性水性醇酸树脂具有优异的自干速率和良好的硬度及耐水性，成本低、绿色环保，具有很好的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，以质量份数计，所述的聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂的制备原料包括：

进一步地，所述醇解催化剂为氢氧化锂。

进一步地，所述二异氰酸酯为异佛二酮二异氰酸酯。

一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)醇解：在氮气的保护下，先将花椒籽油和三羟甲基丙烷加入反应器中升温至120℃，加入醇解催化剂，继续升温至230℃进行反应，当醇解物与体积浓度95％的乙醇按照1:(3～4)的体积比混合后呈澄清透明状时，降温至180℃；

(2)酯化：加入邻苯二甲酸酐和回流溶剂，继续升温至220℃，保温反应，测定反应物酸值，待酸值达到10mgKOH/g以下时，立即降温至180℃，得醇酸树脂预聚物，真空抽滤除去反应物中残留的回流溶剂和反应生成的水，降温至70℃；

(3)聚氨酯改性：在氮气继续保护下，将溶解在N,N-二甲基甲酰胺中的2,2-二羟甲基丙酸和二丁基二月桂酸锡加入反应器中，再将二异氰酸酯滴入聚合体系，升温至80℃保温反应；

(4)中和成盐：步骤(3)反应结束后，降温至70～60℃，加入三乙胺中和后继续降温至40℃以下，加入去离子水稀释，并剧烈分散，得聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂。

进一步地，步骤(1)中继续升温至230℃后反应0.5～1h；步骤(2)继续升温至220℃，保温反应2～3h。

进一步地，步骤(2)中回流溶剂的加入量为加入邻苯二甲酸酐后反应物总质量的5％。

进一步地，步骤(3)中将二异氰酸酯滴入聚合体系，滴加时间1～1.5h，升温至80℃保温反应2h。

进一步地，步骤(4)中加入三乙胺中和30min，剧烈分散时间为30min。