[发明专利]一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇及其在聚氨酯防水涂料中的应用

说明书

本发明涉及一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇及其在聚氨酯防水涂料中的应用，属于高分子材料技术领域。本发明的柠檬酸酯改性聚醚多元醇是通过化学键将柠檬酸三酯引入聚醚多元醇分子侧链，其制备方法是先由柠檬酸和醇反应制备柠檬酸三酯，再由二酸酐酰化制备酸酐酰化柠檬酸三酯，然后分别和三缩水甘油醚以及环氧丙烷反应制备得到柠檬酸三酯改性聚醚多元醇。柠檬酸三酯位于聚醚多元醇分子侧链，不影响聚醚多元醇的反应活性，同时赋予聚氨酯材料优异的强度和弹性，支化的柠檬酸三酯使聚醚多元醇具有较低的粘度，对填料有良好的包裹作用。本发明制备的柠檬酸三酯改性聚醚多元醇在聚氨酯材料领域具有潜在的广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇及其在聚氨酯防水涂料中的应用。

背景技术

聚醚多元醇是聚氨酯产品的重要原料，合成聚醚多元醇的原料基本都是石油下游产品。随着石油资源日渐枯竭，环保要求的日益提高，在聚氨酯工业中寻求石油替代品，从源头上减少对不可再生资源的依赖显得尤为重要。近年来国内外聚氨酯的发展趋势主要是向环保可再生资源方面发展，替代日益减少的煤和石油等不可再生的矿物资源。柠檬酸是一种有机三元酸，天然无毒，具有一般有机酸的化学反应活性。利用柠檬酸结构的中的羧基和羟基与其他化合物反应可制备出多种性能优良的可生物降解材料，如柠檬酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯等具有优良增塑效果和良好耐光性、耐水性的无毒环保性增塑剂。在制备聚氨酯材料过程中，为了提高材料的强度，通常需要加入三官以上的聚醚多元醇，并且同时不可避免地需要加入提高韧性和弹性的增塑剂，比如，柠檬酸酯，然而这种物理添加的方式造成柠檬酸酯容易渗出，导致聚氨酯材料性能稳定性下降。

发明内容

针对现有技术中柠檬酸酯在聚氨酯材料应用中存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇。

本发明的另一个目的是在于提供一种原料来源广、操作简单、反应条件温和制备所述柠檬酸三酯改性聚醚多元醇的方法。

本发明的另一个目的是在于提供一种采用柠檬酸三酯改性聚醚多元醇制备的聚氨酯防水涂料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇，其特征在于，所述的柠檬酸三酯改性聚醚多元醇具有下列结构：

其中，R具有式(I)所示的结构：

式(I)中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自C4-C12直链或枝链烷基中的一种；R₄为C2-C10的烃基。

优选地，柠檬酸三酯改性聚醚多元醇中R₁、R₂、R₃为相同基团。

本发明的柠檬酸三酯改性聚醚多元醇的制备方法的技术方案为：

一种柠檬酸三酯改性聚醚多元醇的制备方法，其包括以下步骤：

步骤(1)：制备柠檬酸三酯

将柠檬酸，醇以及适量催化剂和带水剂加入反应釜中，在一定条件下反应得到柠檬酸三酯；

步骤(2)：制备二酸酐酰化柠檬酸三酯

将柠檬酸三酯与二酸酐加入到反应釜中，反应得到二酸酐酰化柠檬酸三酯；

步骤(3)：制备柠檬酸三酯改性三元醇

将步骤(2)制得的二酸酐酰化柠檬酸三酯和三缩水甘油醚加入反应釜中，再加入适量的催化剂，反应得到柠檬酸三酯改性三元醇；

步骤(4)：制备柠檬酸三酯改性聚醚多元醇