【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包装材料，具体涉及一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、纸基包装材料具有重量轻、可生物降解、可再生等优异性能，是替代一次性塑料制品的重要选择之一。然而，由于纸基材料的孔隙率较大，且纤维素具有亲水性，使得纸基包装制品表现出较差的耐水性和耐油性，极大地限制了纸基包装材料的实际应用。目前，改善纸基包装材料的防水防油性能的主要手段是在其表面淋覆或层压塑料(例如：聚丙烯、低密度聚乙烯等)薄膜，从而起到防止水和油与纸张接触的效果，但这种纸塑复合材料中的塑料薄膜与纸张很难再进行分离，不仅会直接影响纸塑复合材料的回收再利用，而且纸塑复合材料中的塑料薄膜也无法在环境中降解。
2、因此，开发一种防水防油性能优异、安全环保、可降解的纸基包装用涂层材料具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用。
2、本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
4、1)将香草醛的乙醇溶液加入酰肼的水溶液中进行醛胺缩合反应，再进行产物分离和纯化，得到含动态酰腙键的刚性二醇；
5、2)将蓖麻油、二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合，再置于保护气氛中进行缩合反应，再加入含动态酰腙键的刚性二醇进行改性反应，再调节体系黏度，再加入中和剂进行中和，再加水乳化，即得蓖麻油基水性聚氨酯乳液。
6、优选地，步骤1)所
7、优选地，步骤1)所述酰肼为乙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的至少一种。
8、优选地，步骤1)所述香草醛的乙醇溶液通过滴加的形式添加。
9、优选地，步骤1)所述醛胺缩合反应在温度为65℃～75℃的条件下进行，反应时间为2h～5h。
10、优选地，步骤1)中进行产物分离和纯化的具体操作为：将产物进行减压抽滤，再取滤得的固体物用无水乙醇和去离子水进行洗涤，再进行干燥。
11、优选地，步骤2)所述蓖麻油、二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯、含动态酰腙键的刚性二醇的质量比为1.3～1.6:0.25～0.28:1:0.09～0.26。
12、优选地，步骤2)所述异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂的质量比为1:0001～0.005。
13、优选地，步骤2)所述二羟甲基丁酸、中和剂的质量比为1:0.69～0.72。
14、优选地，步骤2)所述催化剂为有机铋催化剂、有机锡催化剂中的至少一种。
15、优选地，所述有机铋催化剂为月桂酸铋、新癸酸铋中的至少一种。
16、优选地，所述有机锡催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。
17、优选地，步骤2)所述保护气氛为氮气气氛或氩气气氛。
18、优选地，步骤2)所述缩合反应在温度为65℃～75℃的条件下进行，反应时间为1h～3h。
19、优选地，步骤2)所述改性反应在温度为75℃～85℃的条件下进行，反应时间为1h～3h。
20、优选地，步骤2)中调节体系黏度采用的调节剂为丙酮、甲乙酮、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
21、优选地，步骤2)所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、氨水中的至少一种。
22、优选地，步骤2)所述中和在室温(25℃±5℃)下进行。
23、优选地，步骤2)所述乳化在搅拌速度为1000r/min～1500r/min的条件下进行，乳化的时间为0.5h～2h。
24、一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液，其由上述制备方法制成。
25、一种包装材料，其组成包括纸质基材和附着在纸质基材的单面/两面的防水防油涂层；所述防水防油涂层由上述蓖麻油基水性聚氨酯乳液制成。
26、一种如上所述的包装材料的制备方法包括以下步骤：将蓖麻油基水性聚氨酯乳液涂覆在纸质基材的单面/两面，再进行干燥成膜，即得包装材料。
27、优选地，所述蓖麻油基水性聚氨酯乳液的涂覆量为5g/m2～15g/m2。
28、优选地，所述干燥成膜在温度为60℃～80℃的条件下进行，干燥时间为10min～15min。
29、一种涂料，其包含上述蓖麻油基水性聚氨酯乳液。
30、本专利技术的有益效果是：本专利技术的蓖麻油基水性聚氨酯乳液的乳液粒径小、成膜性能好，成膜后涂膜具有优异的防水防油性能、较低的水蒸气透过率和良好的生物相容性，且涂膜在酸性条件下可以发生化学降解，适合用作纸基包装表面的涂层材料。
31、具体来说：
32、1)本专利技术的蓖麻油基水性聚氨酯乳液的乳液粒径小，涂覆在纸张表面具有良好的成膜性能，可在纸张表面形成均匀致密的薄膜，可以赋予纸张优异的防水防油性能、较低的水蒸气透过率和良好的生物相容性；
33、2)本专利技术以木质素衍生的香草醛为原料，通过与酰肼发生醛胺缩合反应合成了含动态酰腙键的刚性二醇，再将其引入蓖麻油基水性聚氨酯制成分子链中含有动态酰腙键的蓖麻油基水性聚氨酯，使得蓖麻油基水性聚氨酯乳液制成的涂膜可以在酸性条件下发生化学降解，解决了现有的纸塑复合材料存在的塑料薄膜与纸张难分离、塑料薄膜难回收再利用、塑料薄膜难降解的问题；
34、3)本专利技术的蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备方法操作简单，控制方便，生产成本低，适用于大规模工业化生产。
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1.一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述香草醛中的-CHO基团与酰肼中的-NH2基团的摩尔比为1.0～1.1:1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述酰肼为乙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述醛胺缩合反应在温度为65℃～75℃的条件下进行，反应时间为2h～5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述蓖麻油、二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯、含动态酰腙键的刚性二醇的质量比为1.3～1.6:0.25～0.28:1:0.09～0.26。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述催化剂为有机铋催化剂、有机锡催化剂中的至少一种；步骤2)中调节体系黏度采用的调节剂为丙酮、甲乙酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；步骤2)所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、氨水中的至少一种。
7.根据权利要求1
8.一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，由权利要求1～7中任意一项所述的制备方法制成。
9.一种包装材料，其特征在于，组成包括纸质基材和附着在纸质基材的单面/两面的防水防油涂层；所述防水防油涂层由权利要求8所述的蓖麻油基水性聚氨酯乳液制成。
10.一种涂料，其特征在于，包含权利要求8所述的蓖麻油基水性聚氨酯乳液。
...【技术特征摘要】
1.一种蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述香草醛中的-cho基团与酰肼中的-nh2基团的摩尔比为1.0～1.1:1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述酰肼为乙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述醛胺缩合反应在温度为65℃～75℃的条件下进行，反应时间为2h～5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述蓖麻油、二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯、含动态酰腙键的刚性二醇的质量比为1.3～1.6:0.25～0.28:1:0.09～0.26。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于：步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小慧，周国文，张笑千，周云峰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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