一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术以花椒籽油为原料,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。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂及制备方法
本专利技术属于涂料化工
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案：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。进一步地，所述回流溶剂为二甲苯。进一步地，所制备的聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂的固含量为40％～44％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术以廉价的花椒籽油代替其他植物油，能够合理高效利用花椒籽油，且可以降低醇酸原料成本。以2,2-二羟甲基丙酸为水性单体，二异氰酸酯为改性剂，其制备工艺简单，得到的水性醇酸树脂具有优异的自干速度、柔韧性和附着力，以及良好的硬度、耐水性和耐酸性，克服了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，绿色环保，使其具有良好的应用前景，可广泛应用于木材、金属、塑料等制品的表面，作保护装饰作用。具体实施方式下面对本专利技术的实施方式做进一步详细描述：一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，由以下质量份数的原料制备而得：其中，醇解催化剂为氢氧化锂，二异氰酸酯为异佛二酮二异氰酸酯，2,2-二羟甲基丙酸为水性单体。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℃，加入醇解催化剂氢氧化锂，继续升温至230℃，反应0.5～1h，当醇解物与体积浓度95％的乙醇在25℃下按1:(3～4)体积混合后呈澄清透明状时，降温至180℃；(2)酯化：将邻苯二甲酸酐和反应物总质量5％的二甲苯回流溶剂加入反应器，继续升温至220℃，保温反应2～3h，测定反应物酸值，待酸值降为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二甲苯和反应生成的水后，降温至70℃；(3)聚氨酯改性：在氮气的继续保护下，将溶解在适量的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后，再将异佛二酮二异氰酸酯缓慢滴入聚合体系，1～1.5h滴完，升温80℃保温反应2h。(4)中和成盐：降温至70～60℃时加入三乙胺中和30min，继续降温至40℃以下，加入适量去离子水稀释，并剧烈分散30min，得聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：对比例(1)醇解：在氮气的保护下，先将24.4g花椒籽油和10.0g三羟甲基丙烷加入反应器中，升温至120℃，加入0.0122g氢氧化锂，继续升温至230℃，当反应得到的醇解物与体积分数为95％的乙醇按照1:3的体积比在25℃下混合后呈澄清透明状，立即降温至180℃；(2)酯化：降温至180℃后，将7.0g邻苯二甲酸酐、4.9g苯甲酸和2.3g二甲苯加入反应器，继续升温至220℃进行保温反应，测定反应物酸值，待酸值降为12mgKOH/g时，立即降温至180℃，即得醇酸树脂预聚物；(3)水性化：降温至180℃后，将6.2g偏苯三酸酐加入反应器，在180℃下保温反应，反应物酸值降至46mgKOH/g时，立即降温至120℃；(4)中和稀释：降温至120℃后，加入12.0g乙二醇单丁醚，继续降温至65℃时加入3.9g三乙胺中和30min，继续降温至30℃，加入50g去离子水稀释，并搅拌分散30min，得到固含量为44％的水性醇酸树脂。实施例11)醇解：在氮气的保护下，先将24.4g花椒籽油和8.9g三羟甲基丙烷加入反应器中，升温至120℃，加入0.0122g氢氧化锂，继续升温至230℃，反应0.5h，当醇解物与95％乙醇在25℃下1:3体积混合后呈澄清透明状，降温至180℃；(2)酯化：将5.9g邻苯二甲酸酐和1.96g二甲苯加入反应器，继续升温至220℃，保温反应2h，测定反应物酸值，待酸值降为11.0mgKOH/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才残留的溶剂二甲苯和水后，降温至70℃；(3)聚氨酯改性：在氮气的继续保护下，将4.2g2,2-二羟甲基丙酸溶解在6.0g的N,N-二甲基甲酰胺中加入反应器中后，加入适量催化剂二丁基二月桂酸锡，再将13.32g异佛尔酮二异氰酸酯缓慢滴入聚合体系，1.5h滴完，升温80℃保温反应2h。(4)中和成盐：降温至70℃时加入4.0g三乙胺中和30min，继续降温至40℃以下，加入80g去离子水稀释，并剧烈分散30min，得到固含量为40％聚氨酯改性水性醇酸树脂。实施例21)醇解：在氮气的保护下，先将24.4g花椒籽油和8.9g三羟甲基丙烷加入反应器中，升温至120℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，其特征在于，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：

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，其特征在于，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：2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，其特征在于，所述醇解催化剂为氢氧化锂。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛二酮二异氰酸酯。4.一种权利要求1所述的聚氨酯改性花椒籽油水性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，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)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马养民，蒋亚娟，雷瑞，龙园园，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61