[发明专利]一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯

说明书

本发明属于高分子材料领域。本发明涉及一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯及其涂料，该方法甘油环碳酸酯(A)、2‑巯基丁二酸(B)、多羟基化植物油、二元胺(C)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(D)作为原料，经多步反应制备新型植物油基水性聚氨酯丙烯酸酯并将其制漆。该新型植物油基水性聚氨酯丙烯酸酯不仅有效解决了现有水性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中使用有毒性异氰酸酯或水性聚氨酯丙烯酸酯涂料耐水性不佳等问题，还具有优异的物理性能。可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其适用家具木器漆、厨卫涂层等领域。

技术领域

本发明涉及一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯及其涂料。本发明属于高分子材料领域。

背景技术

植物油是含有双键的长碳链酸的甘油三酯，其广泛的分布于自然界中。植物油因具有特殊结构和降解性，由其得到的聚合物不仅成本低，而且对环境友好，广泛的应用于聚氨酯、涂料、生物医用等多个领域。

另一方面，非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)是由环碳酸酯寡聚体与伯胺寡聚体反应而成的新一代环保型聚氨酯，它不以异氰酸酯为原料，可彻底改变聚氨酯行业高危、高毒、高污染的现状，在保留了传统聚氨酯材料的优良力学性能，而且由于其主链结构上存在分子内氢键，极大降低了产物的可水解性和亲水性，使这种材料的抗化学介质性能比传统聚氨酯材料高1.5-2倍。

第三点，UV光固化作为环保技术具有很大的发展空间，常规UV涂料中的稀释剂作为反应介质存在于体系中。但大多数活性稀释剂的存在对人的身体造成一定的伤害，是故水性UV技术应运而生。但是水性产品的耐水性同样是需要解决的一个现实问题。

鉴于上述因素，科研人员需要积极研发生物基水性聚氨酯丙烯酸酯材料，集合上述材料或技术的优势，避免或解决现有技术中存在的缺陷。植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯能够对以上问题进行有效解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有水性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中使用有毒性异氰酸酯或水性聚氨酯丙烯酸酯涂料耐水性不佳等问题，提供了一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯及其涂料，其使用甘油环碳酸酯(A)、2-巯基丁二酸(B)、多羟基化植物油、二元胺(C)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(D)作为原料，经多步反应制备新型植物油基水性聚氨酯丙烯酸酯，在具有高效反应活性、施工方便的同时，具有优异的物理性能，可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其适用家具木器漆、厨卫涂层等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯，其特征在于，其结构式如下所示：

其中，x＝1-3；-R₁-为-C₂H₄-、-C₄H₉N-、-C₆H₁₄N₂-、-C₂H₄O-、-C₆H₁₀O₂-或-C_3n+3H_6n+6O_n-。

一种植物油基水性非异氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

(1)将2-2.4mol甘油环碳酸酯(A)、1mol 2-巯基丁二酸(B)、3wt％对甲苯磺酸溶解在50mol二氯甲烷加入反应瓶中，75-90℃下回流反应6-9h；用去离子水洗涤3次，分液，溶剂相用无水硫酸钠干燥，旋蒸，得到中间产物I；

所述对甲苯磺酸用量为A、B总质量的百分比；

(2)将含有1mol碳碳双键的多羟基化植物油、1-1.2mol I、1wt％光引发剂a溶解在80mol二氯甲烷中，室温下紫外光照反应1-4h，过滤，旋蒸，得到中间产物II；