[发明专利]一种桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液，其特征在于，其中水性聚氨酯的结构式如式(1)所示：

式(1)中，n为大于零的正整数，且100≤n≤1000。

2.权利要求1所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取桐油基多元醇于反应容器内，加入二异氰酸酯、多羟基化合物和扩链剂，定温50～80℃搅拌至呈乳白色，且预聚物呈粘黏态，再加入有机溶剂，反应1～3h；

(2)反应后降至室温，加入中和剂并继续反应15～30min，再加入水并搅拌乳化；最后旋蒸除去有机溶剂即得桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液。

3.根据权利要求2所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述桐油基多元醇的羟基、多羟基化合物的羟基、异氰酸根和扩链剂的摩尔比为1:(0～1.5):(2～2.5):(1～1.3)。

4.根据权利要求2所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，桐油基多元醇和多羟基化合物的摩尔比为(1～4)：(0～5)。

5.根据权利要求2所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的多羟基化合物为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、乙二醇、丙三醇、丙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、一缩二乙二醇、季戊四醇、1,4-丁二醇、多元醇磷酸酯中的一种以上。

6.根据权利要求2所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述桐油基二醇胺结构式如式(2)所示：

所述的桐油基二醇胺通过以下步骤制备得到：

(A)将桐油、甲醇和碱，在搅拌条件70～80℃定温下反应1～1.5h，将产物的pH值调至6～7，水洗，干燥后即得到产物桐酸甲酯；

(B)加入醇胺和碱，在搅拌和保护气氛下混合均匀；在60～80℃定温以及真空条件下，将桐酸甲酯加入到醇胺和碱的混合液中，反应1～3h；

(C)反应后降至室温，有机溶剂萃取，洗涤并干燥，得到桐油基二醇胺。

7.根据权利要求6所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(A)中所述桐油，甲醇和碱的摩尔比为1:(6～7):(0.2～0.4)；

步骤(B)中所述桐酸甲酯的酯基与碱的摩尔比为1:(0.03～0.06)；

步骤(B)中所述桐酸甲酯的酯基与醇胺的氨基的摩尔比为1:(1～2)；

步骤(B)中所述的醇胺可为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种以上。

8.根据权利要求2至7任一项所述的桐油基阳离子型水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的扩链剂和有机溶剂的摩尔比为1：(9～11)；

步骤(2)中所述中和剂的加入量计算公式为：(1/2桐油基二醇胺的摩尔量+1/2N-甲基二乙醇胺的摩尔量)×酸的摩尔质量×(90～120)％，其中(90～120)％是中和度；

步骤(2)中所述水和步骤(1)中有机溶剂的摩尔比为(14～20):1。