本發(fā)明涉及水性聚氨酯涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法及其制備的涂料。

背景技術(shù)：

聚氨酯涂料是目前較常見的一類涂料，其中水性聚氨酯涂料以水作溶劑，和傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料相比，具備毒性小、VOC含量低、節(jié)約能源等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑及油墨等領(lǐng)域。

但是，現(xiàn)有的水性聚氨酯涂料，以石油作原料制備多元醇，需要消耗大量的石油資源；且用石油制備多元醇存在工藝復(fù)雜、污染嚴(yán)重等問題。同時(shí)，現(xiàn)有的水性聚氨酯涂料具備工藝復(fù)雜，產(chǎn)品的重現(xiàn)性差、粒徑不可控及成膜后涂層硬度低、耐水性及耐撓曲性差等缺陷，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，其操作簡單，制得的產(chǎn)品具備性能優(yōu)良、價(jià)格低及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可操作性強(qiáng)，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種植物油基水性聚氨酯涂料，其具備價(jià)格優(yōu)廉、環(huán)保、重現(xiàn)性好、粒徑可控及產(chǎn)品成膜后硬度高、附著力強(qiáng)、耐水性好、耐撓曲性強(qiáng)及耐寒性強(qiáng)等優(yōu)良的綜合性能。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，其包括：

將植物油基多元醇和二異氰酸酯于丙酮中混合，以二月桂酸二丁基錫催化進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，得預(yù)聚體混合液；向預(yù)聚體混合液中加入親水?dāng)U鏈劑和丙烯酸羥乙酯進(jìn)行聚合反應(yīng)，得聚合體混合液；將聚合體混合液用三乙胺中和至中性后加入去離子水剪切乳化得聚氨酯乳液；除去聚氨酯乳液中的丙酮得植物油基水性聚氨酯涂料。

一種植物油基水性聚氨酯涂料，由上述植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法及其制備的涂料的有益效果是：該植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法以植物油作多元醇原料，一方面能夠節(jié)約資源、減少污染；另一方面，使制備的產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)廉、易降解，將植物油基多元醇的長鏈烷烴結(jié)構(gòu)引入聚氨酯涂料中，其能夠改善水性涂料的耐水性能，同時(shí)由于長鏈結(jié)構(gòu)的柔順性強(qiáng)，其能夠用于改善水性聚氨酯涂料成膜的耐撓曲性和耐寒性等性能，使產(chǎn)品兼具環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)良性能等多重效益。采用丙酮法進(jìn)行預(yù)聚，其反應(yīng)易于控制，產(chǎn)品的粒度和固含量可控且重現(xiàn)性好，產(chǎn)品成膜后硬度和附著力好。在聚合反應(yīng)中加入親水?dāng)U鏈劑用于擴(kuò)鏈的同時(shí)引入了親水基團(tuán)，其能夠改善產(chǎn)品的分散性能，增強(qiáng)產(chǎn)品成膜的耐水性能等；以丙烯酸羥乙酯作為封端劑，其用于對(duì)擴(kuò)鏈后的預(yù)聚體進(jìn)行封端，用于增強(qiáng)聚氨酯水性涂料的穩(wěn)定性。

通過上述制備方法制得的植物油基水性聚氨酯涂料，具備性能優(yōu)良、價(jià)格低及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，操作簡單，條件可控，可操作性強(qiáng)，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料成膜后涂層的擺桿硬度的柱狀圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料成膜后涂層的附著力的曲線圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的植物油基水性聚氨酯涂料及其制備方法進(jìn)行具體說明。

植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

將植物油基多元醇和二異氰酸酯于丙酮中混合，以二月桂酸二丁基錫催化進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，得預(yù)聚體混合液；向預(yù)聚體混合液中加入親水?dāng)U鏈劑和丙烯酸羥乙酯進(jìn)行聚合反應(yīng)，得聚合體混合液；將聚合體混合液用三乙胺中和至中性后加入去離子水剪切乳化得聚氨酯乳液；除去聚氨酯乳液中的丙酮得植物油基水性聚氨酯涂料。

該植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，以植物油多元醇原料，通過丙酮法制備水性聚氨酯涂料，該方法操作簡單，產(chǎn)品性能優(yōu)良。

具體地，預(yù)聚反應(yīng)中，以植物油基多元醇作原料，一方面，以可再生原料植物油代替不可再生原料石油制備的多元醇，其能夠節(jié)約石油等資源，同時(shí)能夠避免在用石油生產(chǎn)多元醇的過程中產(chǎn)生的三廢等對(duì)環(huán)境造成污染。另一方面，植物油作為天然材料，其具備易降解、來源廣泛、價(jià)格優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)；植物油基多元醇含有長鏈烷烴結(jié)構(gòu)，將長鏈烷烴結(jié)構(gòu)引入水性聚氨酯中，可以有效提高成膜的耐水性能，同時(shí)由于長鏈結(jié)構(gòu)的柔順性強(qiáng)，其能夠用于改善水性聚氨酯涂料成膜的耐撓曲性和耐寒性等性能。因此，以植物油基多元醇制備水性聚氨酯涂料不僅產(chǎn)品具有優(yōu)良的可調(diào)節(jié)的綜合性能，而且兼具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。

本發(fā)明中植物油基多元醇優(yōu)選地采用蓖麻油作原料，一方面，蓖麻油本身具有多元醇結(jié)構(gòu)，其不需要通過環(huán)氧化和開環(huán)的改性，可直接用作植物油基多元醇原料；另一方面，以蓖麻油作原料采用上述制備方法制得的植物油基多元醇聚氨酯涂料成膜后其硬度、附著力、穩(wěn)定性及耐水性等性能卓越。

進(jìn)一步地，植物油基多元醇還可以采用植物油經(jīng)環(huán)氧化和開環(huán)改性制備，其制備方法包括：向植物油中加入過氧酸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，制得環(huán)氧植物油；向甲醇和四氟硼酸的混合液中加入環(huán)氧植物油進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，制得植物油基多元醇。

植物油可選自大豆油、玉米油、菜籽油、花生油、棕櫚油、葵花籽油或棉籽油等中的一種或幾種。植物油的種類不限于上述幾種，其也可以根據(jù)氣候條件、地理?xiàng)l件和運(yùn)輸條件等的不同選擇其他種類的植物油。

經(jīng)發(fā)明人的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，大豆油不僅具備來源豐富、價(jià)格優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)，且其采用上述制備方法制得的植物油基多元醇聚氨酯涂料成膜后其硬度、附著力、穩(wěn)定性及耐水性等性能卓越，因此在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，選取大豆油用作原料植物油。

采用過氧酸對(duì)植物油進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，使植物油的環(huán)氧化程度高。同時(shí)，該環(huán)氧化反應(yīng)條件簡單，反應(yīng)完后只需要進(jìn)行中和除酸及蒸餾除水操作，操作簡單。

較佳的，本發(fā)明的環(huán)氧化反應(yīng)中采用現(xiàn)配的過氧酸，過氧酸在配置完后一個(gè)小時(shí)內(nèi)加入植物油，其能夠進(jìn)一步提高植物油的環(huán)氧化程度。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，過氧酸采用過氧乙酸，其具有制備方便、環(huán)氧化效果好、后處理簡單等優(yōu)點(diǎn)。需要說明的是，植物油的環(huán)氧化反應(yīng)還可以采用如過氧甲酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸等過氧酸作環(huán)氧化試劑。

優(yōu)選地，過氧乙酸由冰乙酸、雙氧水及濃硫酸混合，在低于40℃的溫度下于暗處靜置制得。暗處靜置優(yōu)選的時(shí)間為10-12小時(shí)，時(shí)間過短冰乙酸和雙氧水不能充分反應(yīng)，時(shí)間過長則會(huì)降低過氧乙酸的氧化性，影響植物油的環(huán)氧化。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，環(huán)氧化反應(yīng)過程中伴以攪拌操作，攪拌速度為1000-1200r/min，其目的是使油相能夠充分分散在水相中，使原料充分混合，提高環(huán)氧化反應(yīng)的效率。

開環(huán)反應(yīng)中，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)甲醇的開環(huán)作用優(yōu)良，且后處理操作簡單，本發(fā)明中優(yōu)選甲醇做開環(huán)試劑。需要說明的是，含活性氫的小分子化合物如乙二醇、丙二醇、磷酸等都可以用作開環(huán)試劑，不限于本發(fā)明提供的甲醇。

為了使開環(huán)試劑和環(huán)氧植物油充分混合提高開環(huán)效率，同時(shí)防止開環(huán)反應(yīng)中產(chǎn)生暴沸，優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，開環(huán)反應(yīng)過程中伴以攪拌操作，攪拌速度為600-800r/min。

預(yù)聚反應(yīng)和聚合反應(yīng)中以丙酮作溶劑分散性好、后處理方便，同時(shí)采用丙酮法制備的產(chǎn)品其重現(xiàn)性好，粒徑分布可控。向預(yù)聚體中加入親水?dāng)U鏈劑用于擴(kuò)鏈的同時(shí)引入了親水基團(tuán)，其能夠改善產(chǎn)品的分散性能，增強(qiáng)產(chǎn)品成膜的耐水性能等。丙烯酸羥乙酯作為封端劑，其用于對(duì)擴(kuò)鏈后的預(yù)聚體進(jìn)行封端，能夠增強(qiáng)聚氨酯水性涂料的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，植物油基多元醇含有的羥基與親水?dāng)U鏈劑含有的羥基的摩爾比為1-2：1；丙烯酸羥乙酯與植物油基多元醇的重量比為6.2-16.7:100。

經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，按上述的羥基摩爾比加入親水?dāng)U鏈劑，產(chǎn)品的分散性能好，其成膜后的硬度、附著力、耐水性進(jìn)一步提高；同時(shí)能夠進(jìn)行產(chǎn)品固含量及粒度的可控調(diào)節(jié)。丙烯酸羥乙酯的加入量根據(jù)上述親水?dāng)U鏈劑的加入量進(jìn)行相應(yīng)的變化，其能夠避免加入過多封端試劑造成的浪費(fèi)及去對(duì)產(chǎn)品性能的影響，同時(shí)能夠保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，預(yù)聚反應(yīng)的反應(yīng)溫度為60-90℃，反應(yīng)時(shí)間為2-4小時(shí)，其能夠保證植物油基多元醇和二異氰酸酯能夠充分地進(jìn)行預(yù)聚合且不影響預(yù)聚物的性能。

為保證親水?dāng)U鏈劑及丙烯酸羥乙酯能夠與預(yù)聚體充分聚合，優(yōu)選地，在本發(fā)明中聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為60-90℃，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)。

本發(fā)明中的二異氰酸酯可選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯等中的一種或幾種。優(yōu)選地采用甲苯二異氰酸酯，其具備預(yù)聚效果優(yōu)良、操作簡單及成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明中的親水?dāng)U鏈劑可選自二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸等中的一種。優(yōu)選采用二羥甲基丙酸，其具備反應(yīng)可控、分散效果好、操作簡單及成本低等優(yōu)點(diǎn)。

采用上述制備方法進(jìn)行制備操作簡單，同時(shí)產(chǎn)品具有重現(xiàn)性好、產(chǎn)品粒徑可控以及產(chǎn)品成膜后硬度高、附著力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供的植物油基水性聚氨酯涂料，由上述植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法制得，其具備環(huán)保、價(jià)格優(yōu)廉、制備簡單、粒度可控、重現(xiàn)性好以及成膜后硬度高、附著力強(qiáng)、耐水耐寒性好、耐撓曲性強(qiáng)和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取7g冰乙酸和33g30％wt的雙氧水，滴入2滴95％-98％wt的濃硫酸后混勻，在低于40℃的暗處靜置12小時(shí)后得過氧乙酸。稱取30g大豆油加熱至70℃，將過氧乙酸于2小時(shí)內(nèi)全部滴加至大豆油中，以1200r/min的速度攪拌恒溫反應(yīng)2小時(shí)，靜置分層并取上層油層，用稀堿洗滌至pH＝5-6后用水洗至pH＝7，減壓蒸餾除水得環(huán)氧大豆油。將甲醇和四氟硼酸混合并煮沸，稱取環(huán)氧基團(tuán)的物質(zhì)的量為甲醇的物質(zhì)的量11倍的環(huán)氧大豆油加入混合液中，于65-70℃溫度下以800r/min的速度攪拌回流1小時(shí)后冷卻至室溫，加入濃氨水中和后用水洗至中性，減壓蒸餾除去甲醇和四氟硼酸后得大豆油基多元(Soy-117),經(jīng)測(cè)試Soy-117的羥基值為117mg KOH/g。

稱取100g Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:1的二羥甲基丙酸和12.3g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于60℃溫度下反應(yīng)2小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于60℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-1.0)。WPU-Soy-1.0乳液顏色呈乳白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例2

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g實(shí)施例1中制得的Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:1.2的二羥甲基丙酸和9.6g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于70℃溫度下反應(yīng)2小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于70℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-1.2)。WPU-Soy-1.2乳液顏色呈乳白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例3

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g實(shí)施例1制得的Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:1.4的二羥甲基丙酸和8.5g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于70℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于70℃溫度下反應(yīng)3.5小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-1.4)。WPU-Soy-1.4乳液顏色呈乳白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例4

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取7g冰乙酸和33g30％wt的雙氧水，滴入2滴95％-98％wt的濃硫酸后混勻，在低于40℃的暗處靜置10小時(shí)后得過氧乙酸。稱取30g大豆油加熱至70℃，將過氧乙酸于2小時(shí)內(nèi)全部滴加至大豆油中，以1000r/min的速度攪拌恒溫反應(yīng)2小時(shí)，靜置分層并取上層油層，用稀堿洗滌至pH＝5-6后用水洗至pH＝7，減壓蒸餾除水得環(huán)氧大豆油。將甲醇和四氟硼酸混合并煮沸，稱取環(huán)氧基團(tuán)的物質(zhì)的量為甲醇的物質(zhì)的量11倍的環(huán)氧大豆油加入混合液中，于65-70℃溫度下以600r/min的速度攪拌回流1小時(shí)后冷卻至室溫，加入濃氨水中和后用水洗至中性，減壓蒸餾除去甲醇和四氟硼酸后得大豆油基多元(Soy-117),經(jīng)測(cè)試Soy-117的羥基值為117mg KOH/g。

稱取Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:1.6的二羥甲基丙酸和7.7g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于80℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于80℃溫度下反應(yīng)3.5小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-1.6)。WPU-Soy-1.6乳液顏色呈乳白色，有明顯藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例5

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g實(shí)施例4制得的Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:1.8的二羥甲基丙酸和6.8g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于80℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得預(yù)聚體混合液將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于80℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-1.8)。WPU-Soy-1.8乳液顏色呈乳白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例6

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g實(shí)施例4制得的Soy-117、羥基總量與Soy-117羥基總量的摩爾比為1:2的二羥甲基丙酸和6.2g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：Soy-117+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將Soy-117與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于90℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于90℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得大豆油基水性聚氨酯涂料(WPU-Soy-2.0)。WPU-Soy-2.0乳液顏色呈乳白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例7

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:1的二羥甲基丙酸和16.7g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于60℃溫度下反應(yīng)2小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于60℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-1.0)。WPU-CO-1.0乳液呈透明狀，有明顯藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例8

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:1.2的二羥甲基丙酸和13.5g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于70℃溫度下反應(yīng)2小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于70℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-1.2)。WPU-CO-1.2乳液顏色呈微黃色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例9

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:1.4的二羥甲基丙酸和12.3g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于70℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于70℃溫度下反應(yīng)3.5小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-1.4)。WPU-CO-1.4乳液顏色呈微黃色，有明顯藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例10

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:1.6的二羥甲基丙酸和10.4g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于80℃溫度下反應(yīng)3小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于80℃溫度下反應(yīng)3.5小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-1.6)。WPU-CO-1.6乳液呈透明偏微藍(lán)色，有明顯藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例11

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:1.8的二羥甲基丙酸和9.2g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于80℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于80℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-1.8)。WPU-CO-1.8乳液呈透明狀，有藍(lán)光現(xiàn)象。

實(shí)施例12

一種植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法，包括：

稱取100g羥基值為160mg KOH/g的蓖麻油(CO-160)、羥基總量與CO-160羥基總量的摩爾比為1:2的二羥甲基丙酸和8.6g丙烯酸羥乙酯，按照OH/NCO(羥基包含：CO-160+二羥甲基丙酸+丙烯酸羥乙酯)摩爾比為1稱取甲苯二異氰酸酯，將CO-160與甲苯二異氰酸酯采用丙酮混合，加入二月桂酸二丁基錫，于90℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得預(yù)聚體混合液。將二羥甲基丙酸和丙烯酸羥乙酯加入預(yù)聚體混合液，于90℃溫度下反應(yīng)4小時(shí)得聚合體混合液。將聚合體混合液降溫至40℃后加入三乙胺中和至中性，加入去離子水高速剪切乳化形成聚氨酯乳液。將聚氨酯乳液減壓蒸餾除去丙酮得蓖麻油基水性聚氨酯涂料(WPU-CO-2.0)。WPU-CO-2.0乳液顏色呈白色，有藍(lán)光現(xiàn)象。

按照涂料固體含量測(cè)定法《GB 1725-79》對(duì)實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料的固含量進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果如表1所示。

表1.植物油基水性聚氨酯涂料的固含量

由表1可知，實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料的固含量為18.5％-40.9％，固含量較高且分布較廣，可根據(jù)實(shí)際的固含量需求，改變植物油基多元醇含有的羥基與親水?dāng)U鏈劑的摩爾比，制得滿足需求的植物油基水性聚氨酯涂料。

利用馬爾文Zetasizer Nano ZS納米粒度分析儀對(duì)實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料的粒度進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果如表2所示。

表2.植物油基水性聚氨酯涂料的平均粒度

由表2可知，實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料的平均粒徑為35nm-1029nm，粒徑較小，使涂料分散均勻，粘附能力強(qiáng)。同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際的粒度需求，改變植物油基多元醇含有的羥基與親水?dāng)U鏈劑的摩爾比，制得滿足需求的植物油基水性聚氨酯涂料。

對(duì)實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料成膜后涂層的擺桿硬度按《GB/T 1730-93》測(cè)定，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料，其成膜后涂層的擺桿硬度強(qiáng)，且不同條件下制備的產(chǎn)品擺桿硬度大致相同，產(chǎn)品重現(xiàn)性好。

對(duì)實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料成膜后涂層的附著力按《GB 1720-1979》測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，實(shí)施例1-12制得的植物油基水性聚氨酯涂料，其成膜后涂層的附著力強(qiáng)，且不同條件下制備的產(chǎn)品附著力大致相同，產(chǎn)品重現(xiàn)性好。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的植物油基水性聚氨酯涂料的制備方法操作簡單，制得的產(chǎn)品具備價(jià)格優(yōu)廉、環(huán)保、重現(xiàn)性好、粒徑可控及產(chǎn)品成膜后硬度高、附著力強(qiáng)、耐水性好、耐撓曲性強(qiáng)及耐寒性強(qiáng)等優(yōu)良的綜合性能，可操作性強(qiáng)，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。