【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯乳液，具体涉及一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着经济的发展和环保意识的提高，人们对生活品位的提升和对健康的高度关注，家庭装饰和家具涂料应用已经悄然发生了从油性漆到水性漆的变化。在日益重视漆料安全和环保指标的今天，水性木器漆的推广对于资源的合理利用和环境保护的改善都十分积极的推动作用，并因其所具有的低危害、低污染特性，越来越受到市场的欢迎。
2、水性聚氨酯木器漆是以聚氨酯树脂为主要成分和成膜物，除了环保性，同时具备施工性好、高固含、漆膜硬度高、优异的耐磨性及耐撞击性等优点，是性能优异的环保型木器涂料。然而，水性聚氨酯的制备仍主要依靠于石化资源，使得水性聚氨酯木器漆受到石化资源日益消耗以及化石原料价格不稳定等因素的诸多影响，不利于水性聚氨酯木器漆长久性和可持续性发展。植物油是一类典型的可再生生物质资源，且天然油脂(如桐油)被用以木器涂料的历史悠久。以植物油替代石化资源开发生物基水性聚氨酯用于木器漆不仅具有理论可行性同时也具有可持续再生易获得的优势。但植物油基水性聚氨酯作为水性木器漆中主要成膜组分，其实用性能仍然受限，如植物油基水性聚氨酯木器漆仍存在耐水性差、硬度低等缺点。
3、因此，需要设计一种具有高耐水性和高硬度的植物油基水性聚氨酯木器漆以满足其使用要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用，本专利技术提供的水性聚氨酯乳液成膜后具
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，包括以下重量份数的组分：支化大豆油基多元醇80～120份，异佛尔酮二异氰酸酯30～70份，2,4-二羟甲基丁酸8～20份，中和剂5～12份和水500～800份。
4、优选的，所述中和剂包括三乙胺、三乙醇胺、氨水、二乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、三甲胺和三丙胺中的一种或几种。
5、优选的，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的固含量为20～40％。
6、优选的，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的生物基含量为40～60％。
7、本专利技术还提供了上述技术方案所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
8、将2,4-二羟甲基丁酸和中和剂混合，得到预中和2,4-二羟甲基丁酸；
9、将所述预中和2,4-二羟甲基丁酸、支化大豆油基多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，进行聚合，当得到的预聚体的粘度增加时，加入有机溶剂进行稀释，继续反应至体系中nco基团含量降至5％以下，得到聚合物体系；
10、将所述聚合物体系降至室温，加水进行乳化后除去有机溶剂，得到所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液。
11、优选的，所述预中和2,4-二羟甲基丁酸、支化大豆油基多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯中活性基团的摩尔比为：-oh基团：-oh基团：-nco基团＝0.69～1.19：1：1.7～2.2。
12、优选的，所述聚合的温度为65～90℃，时间为5～30min。
13、优选的，所述有机溶剂包括丁酮和丙酮中的一种或几种；
14、以所述支化大豆油基多元醇的重量份数为基准，所述有机溶剂的重量份数为120～300份。
15、优选的，所述nco基团含量通过反滴定测定，滴定溶液中溴甲酚绿作为指示剂，以0.5mol/l的koh溶液作为标准滴定剂。
16、本专利技术还提供了上述技术方案所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液或上述技术方案所述的制备方法制备得到的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液在水性木器漆中的应用。
17、本专利技术提供了一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，包括以下重量份数的组分：支化大豆油基多元醇80～120份，异佛尔酮二异氰酸酯30～70份，2,4-二羟甲基丁酸8～20份，中和剂5～12份和水500～800份。在本专利技术中，中和剂能够对2,2-二羟甲基丁酸进行预中和，进一步的以支化大豆油基多元醇与预中和的2,2-二羟甲基丁酸和异佛尔酮二异氰酸酯之间能够发生共聚反应，提高了超支化聚氨酯网络离子化程度，促使更加稳定的聚氨酯乳液形成。本专利技术利用支化大豆油基多元醇的支化结构构建超支化水性聚氨酯，可以应用于水性木器漆，通过致密的交联结构来提高植物油基水性聚氨酯木器漆涂层耐水性和硬度。
18、本专利技术还提供了上述技术方案所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：将2,4-二羟甲基丁酸和中和剂混合，得到预中和2,4-二羟甲基丁酸；将所述预中和2,4-二羟甲基丁酸、支化大豆油基多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，进行聚合，当得到的预聚体的粘度增加时，加入有机溶剂进行稀释，继续反应至体系中nco基团含量降至5％以下，得到聚合物体系；将所述聚合物体系降至室温，加水进行乳化后除去有机溶剂，得到所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液。本专利技术仅以支化大豆油基多元醇作为单一多元醇，无毒害催化剂的反应条件促使聚氨酯的合成路线更加安全绿色，反应程度高，超支化大豆油基多元醇的使用提高了水性聚氨酯的拉伸强度和硬度，操作简单，相比同类型的材料，漆膜具有更高的耐水性能，可以应用于水性木器漆，进一步拓宽了其应用领域。
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1.一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：支化大豆油基多元醇80～120份，异佛尔酮二异氰酸酯30～70份，2,4-二羟甲基丁酸8～20份，中和剂5～12份和水500～800份。
2.根据权利要求1所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述中和剂包括三乙胺、三乙醇胺、氨水、二乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、三甲胺和三丙胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的固含量为20～40％。
4.根据权利要求3所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的生物基含量为40～60％。
5.权利要求1～4任一项所述阴离子型超支化植物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：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预中和2,4-二羟甲基丁酸、支化大豆油基多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯中活性基团的摩尔比为：-OH基团
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合的温度为65～90℃，时间为5～30min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括丁酮和丙酮中的一种或几种；
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述NCO基团含量通过反滴定测定，滴定溶液中溴甲酚绿作为指示剂，以0.5mol/L的KOH溶液作为标准滴定剂。
10.权利要求1～4任一项所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液或权利要求5～9任一项所述的制备方法制备得到的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液在水性木器漆中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：支化大豆油基多元醇80～120份，异佛尔酮二异氰酸酯30～70份，2,4-二羟甲基丁酸8～20份，中和剂5～12份和水500～800份。
2.根据权利要求1所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述中和剂包括三乙胺、三乙醇胺、氨水、二乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、三甲胺和三丙胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的固含量为20～40％。
4.根据权利要求3所述的阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的生物基含量为40～60％。
5.权利要求1～4任一项所述阴离子型超支化植物油基水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：毋亭亭，邓健能，张超群，邓恒辉，蔡启宏，
申请(专利权)人：南通海珥玛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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