[发明专利]一种溴化大豆油改性纯水基聚氨酯纳米乳液及制备方法

说明书

本发明公开了一种溴化大豆油改性纯水基聚氨酯纳米乳液及其制备方法。其原料氢溴酸，二异氰酸酯，低聚物多元醇，大豆油，亲水扩链剂，小分子扩链剂，中和剂，去离子水，催化剂及乳化剂。制备方法为：氢溴酸和丙酮混合搅拌，加入大豆油、乙酸乙酯和去离子水，静置后分液取油层，将油层洗涤、干燥、蒸发后得到溴化大豆油多元醇；将低聚物多元醇、溴化大豆油多元醇和亲水扩链剂脱水，加入二异氰酸酯和催化剂；加入小分子扩链剂、中和剂，得到聚氨酯预聚物，加入乳化剂作为油相，与去离子水进行混合即可。本发明绿色环保且生物可降解，充分发挥了植物油的耐水性能，制得的纳米乳液具有尺寸均一、粒径分布窄、耐水耐候性能好、稳定性能强等特点。

技术领域

本发明涉及一种溴化大豆油改性纯水基聚氨酯纳米乳液及制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚氨酯，一种高分子化合物。日常生活中，聚氨酯主要用来制备泡沫、涂料、垫圈、粘合剂等。根据分散剂的不同，聚氨酯可以分为水性聚氨酯和油性聚氨酯。合成油性聚氨酯所需的多元醇大多通过石油类产品得到，因此会污染环境、毒性大、成本高；水性聚氨酯是以水作为分散介质的新型聚氨酯体系，具有无污染、安全可靠易于改性等优点。

但水性聚氨酯并非十全十美，因其强度低、耐热性以及耐水性能差，限制了其应用范围。水性聚氨酯内生热大，耐热性能一般，若需增加其耐热性能，则需要在结构设计或者配方上采取一定的改性。溴碳化合物具有一定的高温稳定性，一般来讲，溴原子的亲核性较强，采用溴原子进行取代，在高分子长链上将有效地避免了弱键，因此在耐热性方面也将显著增强。

大豆油是一种生物可再生资源，产量丰富、容易获得、价格低廉，又具有可降解性及对环境无污染的优点。大豆油的链段有16～18个碳，因此柔韧性好，且固化后收缩变形小。此外，由于大豆油是干性油，其中包含不饱和双键，因此经过大豆油改性的水性聚氨酯具有一定的交联和耐水性，将进一步增强其耐热性。

纳米乳液是乳液体系中的一种，由于粒径小且分布范围窄，因此具有长期的动力学稳定性。纳米乳液集微乳液与普通乳液的优点于一身，具有分布均匀、粘度低且比表面积和自由能大的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：目前水性聚氨酯粒径分布不均一、环保性不足以及固含量低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种溴化大豆油改性纯水基聚氨酯纳米乳液，其特征在于，原料包括按重量份数计的以下组分：

优选地，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和1,5-萘二异氰酸酯(NDI)中的任意一种或一种以上。

优选地，所述的亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和2,2′-二羟甲基丁酸(DMBA)中的任意一种或一种以上。

优选地，所述的小分子扩链剂为1,4-丁二醇(BDO)和1,6-己二醇(HDO)中的任意一种或一种以上。

优选地，所述的中和剂为氢氧化钠、氨水、三乙胺(TEA)、三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的任意一种或一种以上。

优选地，所述的催化剂为氢氧化钠、二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡)中的任意一种或一种以上。

优选地，所述的乳化剂为月桂酸、芳香烃酸、油酸、硬脂酸、脂类非离子助剂、两亲性共聚物和小分子盐中的任意一种或一种以上。

本发明还提供了上述溴化大豆油改性纯水基聚氨酯纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：