本發(fā)明屬于化學化工領(lǐng)域，特別涉及一種干性植物油改性水性聚氨酯及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
水性聚氨酯在涂料領(lǐng)域已獲得廣泛的應用，現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用含有聚醚或羧基的多元醇與多異氰酸酯預聚，然后分散于水中，再用二元胺進行擴鏈，得到水分散的聚氨酯乳液。整個反應過程中大量使用有機溶劑和親水單體，造成最終產(chǎn)品大量溶劑殘留，且耐水性不佳。加入植物油進行改性可提高耐水性，但往往需要進行錯綜復雜的反應，先制備醇酸樹脂或使用含羥基的油類，然后加入異氰酸酯進行改性，中間伴隨著粘度的增加需要不停補充有機溶劑進行稀釋；同時，由于引入了過多的組分，造成植物油含量的大幅度降低，難以交聯(lián)形成致密的薄膜，對改善漆膜性能提高有限。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種干性植物油改性水性聚氨酯。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述干性植物油改性水性聚氨酯的制備方法。該方法首先在干性植物油分子中引入異氰酸根，然后通過擴鏈引入羧基，胺中和后即可分散于水中，反應過程中無需使用大量溶劑，且得到的產(chǎn)物植物油含量較高，成膜后在表面形成致密的氧化交聯(lián)層，具有極佳的耐水耐候性能。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述干性植物油改性水性聚氨酯的應用。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種干性植物油改性水性聚氨酯，該干性植物油改性水性聚氨酯是由質(zhì)量分數(shù)為54％的醇解干性植物油，質(zhì)量分數(shù)為35％的異佛爾酮二異氰酸酯，質(zhì)量分數(shù)為11％的二羥甲基丁酸制備而成。
所述醇解干性植物油由質(zhì)量分數(shù)為87％的干性植物油和質(zhì)量分數(shù)為13％的三羥甲基丙烷制備而成。
所述干性植物油為亞麻油、脫水蓖麻油和桐油中的一種以上。
所述醇解干性植物油是按照以下步驟制備得到：a、在四口燒瓶中加入干性植物油，升溫至90℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b、加入三羥甲基丙烷和氫氧化鋰催化劑，升溫至260℃，反應3小時，降溫出料即得醇解干性植物油。所述氫氧化鋰催化劑的用量是干性植物油和三羥甲基丙烷總質(zhì)量的1‰。
上述干性植物油改性水性聚氨酯的制備方法，按照以下操作步驟：a、在四口燒瓶中加入醇解干性植物油，60℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b、加入異佛爾酮二異氰酸酯，升溫至80℃反應4小時；c、加入二羥甲基丁酸，升溫至90℃反應4小時；d、降溫至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀釋至50％固含量，即得干性植物油改性水性聚氨酯。
上述的干性植物油改性水性聚氨酯具有極佳的耐水效果，可應用于木材或金屬表面涂飾。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的干性植物油改性水性聚氨酯的制備工藝簡單，幾乎不使用溶劑，對健康和環(huán)境均無害，且油含量較高，干燥后具有極佳的耐水性。
具體實施方法
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1
醇解干性植物油的制備
ⅰ在四口燒瓶中加入亞麻油1200g，升溫至90℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b加入三羥甲基丙烷180g，氫氧化鋰1.4g，升溫至260℃，反應3小時，降溫出料得到醇解干性植物油，記為o-1。
ⅱ在四口燒瓶中加入亞麻油600g，脫水蓖麻油600g，升溫至90℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b加入三羥甲基丙烷180g，氫氧化鋰1.4g，升溫至260℃，反應3小時，降溫出料得到醇解干性植物油，記為o-2。
ⅲ在四口燒瓶中加入亞麻油300g，桐油300g，脫水蓖麻油600g，升溫至90℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b加入三羥甲基丙烷180g，氫氧化鋰1.4g，升溫至260℃，反應3小時，降溫出料得到醇解干性植物油，記為o-3。
iv在四口燒瓶中加入桐油600g，脫水蓖麻油600g，升溫至90℃抽真空1小時，并用氮氣填充；b加入三羥甲基丙烷180g，氫氧化鋰1.4g，升溫至260℃，反應3小時，降溫出料得到醇解干性植物油，記為o-4。
實施例2
醇解干性植物油改性水性聚氨酯的制備
ⅰ在四口燒瓶中加入實施例1制備的醇解干性植物油o-1300g，60℃抽真空1小時，并用氮氣填充，加入異佛爾酮二異氰酸酯194g，升溫至80℃反應4小時，加入二羥甲基丁酸60g，升溫至90℃反應4小時；降溫至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀釋至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。將產(chǎn)物噴涂于馬口鐵片上，完全干燥后泡水，1個月未見明顯異常，表明所制備的干性植物油改性水性聚氨酯具有極佳的耐水性。
ⅱ在四口燒瓶中加入實施例1制備的醇解干性植物油o-2300g，60℃抽真空1小時，并用氮氣填充，加入異佛爾酮二異氰酸酯194g，升溫至80℃反應4小時，加入二羥甲基丁酸60g，升溫至90℃反應4小時；降溫至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀釋至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。將產(chǎn)物噴涂于馬口鐵片上，完全干燥后泡水，1個月未見明顯異常，表明所制備的干性植物油改性水性聚氨酯具有極佳的耐水性。
ⅲ在四口燒瓶中加入實施例1制備的醇解干性植物油o-3300g，60℃抽真空1小時，并用氮氣填充，加入異佛爾酮二異氰酸酯194g，升溫至80℃反應4小時，加入二羥甲基丁酸60g，升溫至90℃反應4小時；降溫至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀釋至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。將產(chǎn)物噴涂于馬口鐵片上，完全干燥后泡水，1個月未見明顯異常，表明所制備的干性植物油改性水性聚氨酯具有極佳的耐水性。
iv在四口燒瓶中加入實施例1制備的醇解干性植物油o-4300g，60℃抽真空1小時，并用氮氣填充，加入異佛爾酮二異氰酸酯194g，升溫至80℃反應4小時，加入二羥甲基丁酸60g，升溫至90℃反應4小時；降溫至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀釋至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。將產(chǎn)物噴涂于實木板上，完全干燥后泡水，1個月未見明顯異常，表明所制備的干性植物油改性水性聚氨酯具有極佳的耐水性。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。