一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法。将萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯、生漆搅拌混合均匀，加水分散，获得生漆复合双组分水性萜烯基聚氨酯乳液。本发明专利技术制备方法简便，制备的生漆复合双组分水性萜烯基聚氨酯乳液通过酶促反应与化学交联反应协同成膜，提高水性聚氨酯的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法
本专利技术涉及一种双组分水性聚氨酯及其制备方法，尤其涉及一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯是以水为分散介质的绿色环保材料，随着人们环保意识的增强及对装饰要求的提高，水性聚氨酯涂料代替溶剂型涂料已成为一种必然的发展趋势。但由于水性聚氨酯一般存在固含量低、耐水性差、初黏性低等缺点，应用范围受到制约。因此，有必要通过改性提高水性聚氨酯的综合性能。近年来，化石燃料的日益短缺及环境问题日益严峻对可持续发展提出了更高的要求，开发环境友好型材料已成为研究热点。天然高分子材料因具有原料可再生、来源广、可降解、成本低等优势而具有应用开发前景。将天然高分子与水性聚氨酯复合改性，制备适合不同需求的高性能材料，为天然高分子及水性聚氨酯材料的综合应用提供了新的思路。目前，国内外学者在天然高分子材料复合改性水性聚氨酯方面已有较多的报道，改性松香、淀粉、纳米纤维素等天然高分子材料改性水性聚氨酯制备的复合材料具有较好的综合性能。天然生漆素有“涂料之王”的美誉，是一种可再生、环境友好的天然生态涂料。生漆中含有大量活性基团，可与水性聚氨酯交联反应，提高复合材料的交联度。与其他天然高分子相比，生漆的独特之处还在于，常温条件下，生漆以酶促漆酚自由基聚合及漆酚-多糖-蛋白质的超分子作用成膜，漆膜具有突出的耐久性、耐腐蚀、抗氧化及耐磨损等性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法。该方法将生漆与双组分水性聚氨酯直接复合，利用生漆酶促成膜的优良特性，制备高性能的生物质基复合聚合物，也为生漆在水性涂料领域的应用提供新的途径。本专利技术的技术方案为：将萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯按羟基与异氰酸基物质的量比1:0.8～1.4混合均匀。加入生漆，搅拌5～10min，以水分散为一定固含量的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液。所述的萜烯基环氧树脂多元醇乳液的固体质量百分含量为30～45％，羟值为70～150mg/g。所述的聚异氰酸酯为亲水改性的己二异氰酸酯三聚体。所述的由萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯组成的双组分水性聚氨酯，固体质量百分含量大于50％、pH为5～8。所述的生漆可以为过滤除杂的天然生漆，也可以为精制生漆；生漆在复合体系中的固体质量百分含量为0～25％。所述的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液可在温度20～40℃、相对湿度40～80％的条件下成膜。漆膜表干后于130℃烘箱中烘1～5h，测试漆膜性能。有益效果(1)将生漆与双组分萜烯基水性聚氨酯共混制备生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液，通过酶促反应与化学交联反应协同成膜，提高生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯成膜物的综合性能。(2)生漆主要成分漆酚的分子结构中含有大量苯环结构及憎水性较强的疏水碳链，通过生漆复合改性双组分萜烯基水性聚氨酯，改善水性聚氨酯的机械力学性能及耐水性能。附图说明图1为实施例1的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。图2为实施例2的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。图3为实施例3的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。图4为实施例4的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。图5为实施例5的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。图6为对比例1的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液粒径分析。具体实施方式将萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯按羟基与异氰酸基物质的量比1:0.8～1.4混合均匀得到双组分萜烯基水性聚氨酯。在双组分萜烯基水性聚氨酯中加入质量百分含量为0～25％但不等于0的天然生漆或精制生漆乳液，搅拌5～10min，以水分散为一定固含量的复合乳液。复合乳液在温度20～40℃、相对湿度40～80％的条件下成膜，漆膜表干后于130℃烘箱中烘1～5h，测试漆膜性能。本专利技术使用的萜烯基环氧树脂多元醇为自乳化非离子型萜烯基环氧树脂多元醇，固体质量百分含量为30～45％、羟值为70～150mg/g。制备方法参考国家专利技术专利“自乳化非离子型萜烯基环氧树脂多元醇乳液及制备方法、用途(专利号ZL201010259772.9)”中的实施例1。本专利技术所使用的聚异氰酸酯为亲水改性的己二异氰酸酯三聚体，如武汉仕全兴装饰涂料有限公司牌号为D80的聚异氰酸酯。本专利技术所使用的由萜烯基环氧树脂多元醇与亲水改性的聚异氰酸酯组成的双组分水性聚氨酯体系，固体质量百分含量大于50％，pH为5～8。本专利技术所使用的生漆可以为过滤除杂的天然生漆，也可以为精制生漆，漆酚质量百分含量为50％以上，水分质量百分含量低于30％。实施例1：复合体系中，添加质量百分含量为5％的生漆乳液。将15.0g萜烯基环氧树脂多元醇乳液(固体质量百分含量35％)与4.68g聚异氰酸酯混合均匀。加入0.5g生漆，搅拌5min，分次加入11.0g水，分散成固体质量百分含量为30％的复合乳液。乳液Z均粒径为0.253μm，粒径分布一致性为0.213，乳液粒径分布如图1所示。将复合乳液在聚四氟乙烯板上涂膜，在温度20℃、相对湿度70％的条件下成膜，漆膜表干后于130℃烘箱中烘3h。测试漆膜的性能为：拉伸强度6.55MPa，断裂伸长率44.78％，柔韧性0.5mm，光泽度89.7，吸水率23.93％。实施例2：复合体系中，添加质量百分含量为10％的生漆乳液。将15.0g萜烯基环氧树脂多元醇乳液(固体质量百分含量35％)与3.9g聚异氰酸酯混合均匀。加入0.9g生漆，搅拌5min，分次加入10.5g水，分散成固体质量百分含量为30％的复合乳液。乳液Z均粒径为0.241μm，粒径分布一致性为0.204，乳液粒径分布如图1所示。将复合乳液在聚四氟乙烯板上涂膜，在温度20℃、相对湿度50％的条件下成膜，漆膜表干后于130℃烘箱中烘3h。测试漆膜的性能为：拉伸强度7.37MPa，断裂伸长率56.37％，柔韧性0.5mm，光泽度87.3，吸水率19.09％。实施例3：复合体系中，添加质量百分含量为15％的生漆乳液。将10.0g萜烯基环氧树脂多元醇乳液(固体质量百分含量35％)与3.12g聚异氰酸酯混合均匀。加入1.0g生漆，搅拌5min，分次加入8.5g水，分散成固体质量百分含量为30％的复合乳液。乳液Z均粒径为0.258μm，粒径分布一致性为0.222，乳液粒径分布如图1所示。将复合乳液在聚四氟乙烯板上涂膜，在温度25℃、相对湿度60％的条件下成膜，漆膜表干后于130℃烘箱中烘3h。测试漆膜的性能为：拉伸强度9.76MPa，断裂伸长率63.65％，柔韧性0.5mm，光泽度91.4，吸水率16.58％。实施例4：复合体系中，添加质量百分含量为20％的生漆乳液。将10.0g萜烯基环氧树脂多元醇乳液(固体质量百分含量35％)和3.12g聚异氰酸酯混合均匀。加入1.32g生漆，搅拌5min，分次加入9.1g水，分散成固体质量百分含量为30％的复合乳液。乳液Z均粒径为0.303μm，粒径分布一致性为0.255，乳液粒径分布如图1所示。将复合乳液在聚四氟乙烯板上涂膜，在温度为20℃、相对湿度为50％的条件下成膜，漆膜表干后于130℃烘箱中烘3h。测试漆膜的性能为：拉伸强度11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯及其制备方法，其特征在于：将萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯按羟基与异氰酸基物质的量比1:0.8～1.4混合均匀得到双组分萜烯基水性聚氨酯，加入生漆，搅拌均匀，以水分散为一定固含量的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液。

【技术特征摘要】
1.一种生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：将萜烯基环氧树脂多元醇乳液与亲水改性的聚异氰酸酯按羟基与异氰酸基物质的量比1:0.8~1.4混合均匀得到双组分萜烯基水性聚氨酯，加入生漆，搅拌均匀，以水分散为一定固含量的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯乳液；所述的双组分萜烯基水性聚氨酯的固体质量百分含量大于50%、pH为5~8。2.如权利要求1所述的生漆复合双组分萜烯基水性聚氨酯的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔振武，孙祥玲，吴国民，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32