本发明属于化学化工领域，特别涉及一种干性植物油改性水性聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术：
水性聚氨酯在涂料领域已获得广泛的应用，现有技术中，通常使用含有聚醚或羧基的多元醇与多异氰酸酯预聚，然后分散于水中，再用二元胺进行扩链，得到水分散的聚氨酯乳液。整个反应过程中大量使用有机溶剂和亲水单体，造成最终产品大量溶剂残留，且耐水性不佳。加入植物油进行改性可提高耐水性，但往往需要进行错综复杂的反应，先制备醇酸树脂或使用含羟基的油类，然后加入异氰酸酯进行改性，中间伴随着粘度的增加需要不停补充有机溶剂进行稀释；同时，由于引入了过多的组分，造成植物油含量的大幅度降低，难以交联形成致密的薄膜，对改善漆膜性能提高有限。
技术实现要素：
为了克服现有技术中的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种干性植物油改性水性聚氨酯。
本发明的再一目的在于提供一种上述干性植物油改性水性聚氨酯的制备方法。该方法首先在干性植物油分子中引入异氰酸根，然后通过扩链引入羧基，胺中和后即可分散于水中，反应过程中无需使用大量溶剂，且得到的产物植物油含量较高，成膜后在表面形成致密的氧化交联层，具有极佳的耐水耐候性能。
本发明的又一目的在于提供一种上述干性植物油改性水性聚氨酯的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种干性植物油改性水性聚氨酯，该干性植物油改性水性聚氨酯是由质量分数为54％的醇解干性植物油，质量分数为35％的异佛尔酮二异氰酸酯，质量分数为11％的二羟甲基丁酸制备而成。
所述醇解干性植物油由质量分数为87％的干性植物油和质量分数为13％的三羟甲基丙烷制备而成。
所述干性植物油为亚麻油、脱水蓖麻油和桐油中的一种以上。
所述醇解干性植物油是按照以下步骤制备得到：a、在四口烧瓶中加入干性植物油，升温至90℃抽真空1小时，并用氮气填充；b、加入三羟甲基丙烷和氢氧化锂催化剂，升温至260℃，反应3小时，降温出料即得醇解干性植物油。所述氢氧化锂催化剂的用量是干性植物油和三羟甲基丙烷总质量的1‰。
上述干性植物油改性水性聚氨酯的制备方法，按照以下操作步骤：a、在四口烧瓶中加入醇解干性植物油，60℃抽真空1小时，并用氮气填充；b、加入异佛尔酮二异氰酸酯，升温至80℃反应4小时；c、加入二羟甲基丁酸，升温至90℃反应4小时；d、降温至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀释至50％固含量，即得干性植物油改性水性聚氨酯。
上述的干性植物油改性水性聚氨酯具有极佳的耐水效果，可应用于木材或金属表面涂饰。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
与现有技术相比，本发明提出的干性植物油改性水性聚氨酯的制备工艺简单，几乎不使用溶剂，对健康和环境均无害，且油含量较高，干燥后具有极佳的耐水性。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
醇解干性植物油的制备
ⅰ在四口烧瓶中加入亚麻油1200g，升温至90℃抽真空1小时，并用氮气填充；b加入三羟甲基丙烷180g，氢氧化锂1.4g，升温至260℃，反应3小时，降温出料得到醇解干性植物油，记为o-1。
ⅱ在四口烧瓶中加入亚麻油600g，脱水蓖麻油600g，升温至90℃抽真空1小时，并用氮气填充；b加入三羟甲基丙烷180g，氢氧化锂1.4g，升温至260℃，反应3小时，降温出料得到醇解干性植物油，记为o-2。
ⅲ在四口烧瓶中加入亚麻油300g，桐油300g，脱水蓖麻油600g，升温至90℃抽真空1小时，并用氮气填充；b加入三羟甲基丙烷180g，氢氧化锂1.4g，升温至260℃，反应3小时，降温出料得到醇解干性植物油，记为o-3。
iv在四口烧瓶中加入桐油600g，脱水蓖麻油600g，升温至90℃抽真空1小时，并用氮气填充；b加入三羟甲基丙烷180g，氢氧化锂1.4g，升温至260℃，反应3小时，降温出料得到醇解干性植物油，记为o-4。
实施例2
醇解干性植物油改性水性聚氨酯的制备
ⅰ在四口烧瓶中加入实施例1制备的醇解干性植物油o-1300g，60℃抽真空1小时，并用氮气填充，加入异佛尔酮二异氰酸酯194g，升温至80℃反应4小时，加入二羟甲基丁酸60g，升温至90℃反应4小时；降温至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀释至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。将产物喷涂于马口铁片上，完全干燥后泡水，1个月未见明显异常，表明所制备的干性植物油改性水性聚氨酯具有极佳的耐水性。
ⅱ在四口烧瓶中加入实施例1制备的醇解干性植物油o-2300g，60℃抽真空1小时，并用氮气填充，加入异佛尔酮二异氰酸酯194g，升温至80℃反应4小时，加入二羟甲基丁酸60g，升温至90℃反应4小时；降温至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀释至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。将产物喷涂于马口铁片上，完全干燥后泡水，1个月未见明显异常，表明所制备的干性植物油改性水性聚氨酯具有极佳的耐水性。
ⅲ在四口烧瓶中加入实施例1制备的醇解干性植物油o-3300g，60℃抽真空1小时，并用氮气填充，加入异佛尔酮二异氰酸酯194g，升温至80℃反应4小时，加入二羟甲基丁酸60g，升温至90℃反应4小时；降温至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀释至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。将产物喷涂于马口铁片上，完全干燥后泡水，1个月未见明显异常，表明所制备的干性植物油改性水性聚氨酯具有极佳的耐水性。
iv在四口烧瓶中加入实施例1制备的醇解干性植物油o-4300g，60℃抽真空1小时，并用氮气填充，加入异佛尔酮二异氰酸酯194g，升温至80℃反应4小时，加入二羟甲基丁酸60g，升温至90℃反应4小时；降温至50℃，加入三乙胺中和至ph＝8～9，加水稀释至50％固含量即得干性植物油改性水性聚氨酯。将产物喷涂于实木板上，完全干燥后泡水，1个月未见明显异常，表明所制备的干性植物油改性水性聚氨酯具有极佳的耐水性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。