[发明专利]一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法

说明书

一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：该制备方法依次包括下列步骤：将聚酯二元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸加入到反应釜中，升温至80~85℃，反应1.5~2.5h；加入催化剂辛酸亚锡和一半量的腰果酚二元醇反应1~1.5h，加入熊果苷，升温至90~100℃，反应1.5~2h，再加入另一半量的腰果酚二元醇，反应1~1.5h；将温度降低到45~50℃，加入三乙胺中和，反应30~35min；加入乙二胺扩链，加水乳化，在高速剪切力作用下，搅拌，减压蒸馏脱除丙酮得到产品。本发明的高强度腰果酚基水性聚氨酯产品力学性能好，拉伸强度高和断裂伸长率好，兼具刚性强和弹性好的优点，热稳定性好，保存时间长。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯制备技术领域，具体涉及一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法。

背景技术

传统型聚氨酯含有机挥发物，污染环境，又危害人们身体健康。水性聚氨酯以水为分散介质，具有无毒、不燃、对环境友好等特点，广泛应用于涂料、油墨等领域。天然植物油来源广泛、价格低廉、品种繁多、可选择性强，含羟基的植物油、羟基化的植物油作为多元醇制备聚氨酯，符合环境保护的要求。腰果酚是从腰果壳液中得到的一种天然酚类化合物，它含有苯环结构和0-3个不饱和度长碳链烃基，由于其独特的结构，腰果酚及其衍生物被广泛的应用于酚醛树脂、环氧树脂、表面活性剂、增塑剂、聚氨酯等。中国专利CN106065061A公开了一种以植物油基腰果酚为原料制备水性聚氨酯的方法，腰果酚二元醇结构中含有不饱和长碳链，引入聚氨酯分子链中，形成悬挂链结构，悬挂链的存在能有效改善材料疏水性，但会增加体系自由体积，并且悬挂链之间相互缠绕，影响材料力学性能。因此，有必要寻求合适的方法弥补植物油基水性聚氨酯性能上的缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法，解决了现有的腰果酚基水性聚氨酯产品的力学性能和热稳定性差的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高强度腰果酚基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：该制备方法依次包括下列步骤：

第一步，将聚酯二元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸加入到充满氮气的反应釜中，升温至80~85℃，反应1.5~2.5h；

第二步，加入催化剂辛酸亚锡和一半量的腰果酚二元醇反应1~1.5h，加入熊果苷，升温至90~100℃，反应1.5~2h，再加入另一半量的腰果酚二元醇，反应1~1.5h；

第三步，将温度降低到45~50℃，加入三乙胺中和，反应30~35min，反应过程中使用丙酮调节黏度；

第四步，加入乙二胺扩链，再加入水乳化，使得总反应体系的固含量为30%，在高速剪切力作用下，搅拌30~40min；其中，所述二异氰酸酯：聚酯二元醇：二羟甲基丙酸：腰果酚二元醇：熊果苷：三乙胺：乙二胺的摩尔比是100：15~35：15~35：15~60：5~30：15~35：5~30。

第五步，减压蒸馏脱除丙酮得到所述高强度腰果酚基水性聚氨酯。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述聚酯二元醇选自聚碳酸酯二元醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯以及聚己二酸-1,3-丁二醇酯中的任意一种或任意两种以任意比例的混合物；所述聚酯二元醇的数均分子量的范围为1000~8000。

2、上述方案中，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯以及甲苯二异氰酸酯中的任意一种或任意两种以任意比例的混合物。

3、上述方案中，在所述第四步中，在高速剪切力作用下，高速搅拌的转速为800~1500r/min，搅拌30~40min。

4、上述方案中，在所述第五步中，减压蒸馏的条件为40℃、-0.1MPa。