[发明专利]一种纯菜籽油基水性聚氨酯树脂的制备方法

摘要

本发明公开了一种以菜籽油为起始原料制备纯菜籽油水性聚氨酯树脂的方法，其中制备聚氨酯的单体包括菜籽油基异氰酸酯、菜籽油基多元醇以及菜籽油基亲水扩链剂均是通过菜籽油与含巯基的化合物通过巯基-烯点击反应而制得。最终使用以上制备的菜籽油基异氰酸酯、菜籽油基多元醇、菜籽油基亲水扩链剂共聚反应制备全菜籽油基水性聚氨酯树脂。

主权项

一种纯菜籽油基水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1) 菜籽油基异氰酸酯的制备：将菜籽油、3‑巯基丙酸、光引发剂及二氯甲烷加入反应瓶中，于18‑40℃搅拌状态下，紫外灯照射6~8小时，使用去离子水洗涤溶液除去过量的3‑巯基丙酸，有机层使用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷得到羧基接枝改性的菜籽油，其中3‑巯基丙酸与菜籽油的摩尔比根据菜籽油中不饱和双键的含量确定为1.2:1~3:1；将羧基接枝改性的菜籽油、N,N‑二甲基甲酰胺、二氯甲烷及氯化亚砜加入至反应瓶中，在温度为35~50℃下，搅拌5~6小时，旋蒸除去二氯甲烷和氯化亚砜，得到菜籽油基酰氯，其中羧基接枝改性的菜籽油中羧基与氯化亚砜的摩尔比为7:1~10:1；将叠氮化钠和去离子水加入到反应瓶中，冰浴，搅拌下滴加菜籽油基酰氯的四氢呋喃溶液，加入乙酸乙酯萃取有机层，静置分层，分出有机层使用无水硫酸镁干燥，得到菜籽油酰基叠氮化物的溶液，其中菜籽油基酰氯与叠氮化钠的摩尔比为1:1.5；将有机层加入反应瓶中，60~80℃下回流搅拌2h，得到目标产物；(2)菜籽油基多元醇的制备：将菜籽油、巯基乙醇、光引发剂及二氯甲烷加入反应瓶中，于18‑40℃搅拌状态下，紫外灯照射3~8小时，使用去离子水洗涤溶液除去过量的巯基乙醇，有机层使用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷得到菜籽油基多元醇，其中巯基乙醇与菜籽油的摩尔比根据菜籽油中不饱和双键的含量确定为3:1~5:1；(3)菜籽油基亲水扩链剂的制备：将双键取代度较低的羧基改性的菜籽油，巯基乙醇，光引发剂及二氯甲烷加入反应瓶中，于18‑40℃搅拌状态下，紫外灯照射3~8小时，使用去离子水洗涤溶液除去过量的巯基乙醇，有机层使用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷得到菜籽油基亲水扩链剂，其中巯基乙醇与羧基改性的菜籽油的的摩尔比根据羧基改性的菜籽油中不饱和双键的含量确定为3:1~5:1；（4）聚氨酯预聚物的制备：将菜籽油基异氰酸酯，菜籽油基多元醇和丙酮加入反应瓶中，在有机锡催化剂的作用下反应3~4小时生成预聚物，预聚反应的反应温度为70~80℃，异氰酸酯基与羟基的比例为1.6:1~2:1；（5）纯菜籽油基水性聚氨酯树脂的制备：在上述预聚物中加入菜籽油基羧酸型亲水扩链剂进行扩链反应3~4小时，反应温度为70~80℃；加入成盐试剂中和，反应0.5小时，反应温度为50~60℃；将上述聚合物加入去离子水中，使用高速分散机进行乳化分散，抽真空脱丙酮，即得纯菜籽油基水性聚氨酯树脂。