[发明专利]桐油多元醇基可后交联阴离子聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子型聚氨酯，尤其涉及基于桐油多元醇衍生的阴离子聚氨酯及其制备方法，属高分子材料领域。

背景技术

现代高分子材料工业，包括聚氨酯都是在石油化学工业的基础上发展起来的。到目前为止，几乎所有的聚合物都来自石化产品，而且绝大多数材料都不可生物降解。因此，寻求高效、廉价、可再生并具有可持续发展的新资源，以及探索和研究环境友好的绿色材料，必然成为目前人类生存发展和解决环境污染的一个重要课题。

聚氨酯是一类具有优异综合性能的由软硬段组成、而且氢键效应很强的多嵌段聚合物，广泛用于工农业和日常生活的各种领域中，早已成为在国民经济中不可或缺的第六大高分子工业材料。尽管在上世纪三十年代人们就合成了第一个聚氨酯，但鉴于原料特别是多元醇的多样性以及多嵌段聚氨酯特殊的两相结构，至今对它的研究仍方兴未艾，而且不断有新的聚氨酯材料被研究和开发出来，并形成新的聚氨酯研究领域，其中水性聚氨酯和植物油衍生的聚氨酯都是近年来出现的新的研究热点。

植物油衍生的聚氨酯是指将含有羟基的植物油链段通过与异氰酸酯单体反应而形成的聚氨酯。虽然聚氨酯原料来源丰富，但由于石油资源的日益短缺以及环保要求，将具有可再生和可生物降解的植物油分子引入聚氨酯，不仅符合对绿色材料的要求，而且其产物有望兼具植物油和聚氨酯的综合性能以及独特的链结构和相结构，从而成为一类新的环境友好型高分子材料。

植物油是一大类天然材料，包括大豆油、亚麻油、蓖麻油、桐油、玉米油、菜籽油、花生油、橄榄油、棕榈油等等，通常分为干性、半干性及非干性油，由其中双键的类型和数量而定。其结构通式都含甘油三酸酯(蓖麻油除外，其本身即含有羟基)，不同之处在于其中的碳含量、双键位置以及双键数量和类型的差异。桐油和亚麻油都是含双键较多的干性植物油，其中桐油含三个共轭双键，也是中国的特产资源。因此，大力开展植物油衍生的聚氨酯，特别是经桐油多元醇衍生的水性聚氨酯的应用研究在我国具有特别的重要意义，不仅利用了天然可再生资源，而且有望形成一类具有潜在后交联聚合功能的聚合物新材料。

水性聚氨酯近年来在我国发展很快，目前已有许多家研究机构和生产厂家从事水性聚氨酯的研究和生产。水性聚氨酯按其电荷类型可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型以及不带电荷的非离子型。它们各有特点，用途不同，其中阴离子型水性聚氨酯在碱性条件下稳定；阳离子型水性聚氨酯在酸性条件下稳定；两性离子型水性聚氨酯同时在酸碱中(中性除外)稳定，而非离子型水性聚氨酯则可在任何pH值下都稳定。它们都可以是双亲聚氨酯，广泛应用于涂料、粘合剂、密封剂、表面活性剂、泡沫体、弹性体和复合材料等。