液用质量浓度6%的NaOH溶液调节pH至13?14，使碱木质素充分溶解。过滤除去不溶物，然后用质量浓度12%的盐酸于60°C下调pH至2左右，过滤，反复用蒸馏水洗涤沉淀至中性，真空干燥即得到精制碱木质素。
[0030]步骤二:将12.5g甲苯二异氰酸酯(TDI) ,45.0g聚四氢呋喃醚二醇(PTMG2000)、
0.25g精制碱木质素(用丙酮溶解)和0.05g 二月桂酸二丁基锡加入到三口烧瓶中，在85°C下搅拌反应4h，然后降温至60°C，再加入1.74g DMPA和40mL的丙酮，反应2h，降温至35°C出料，得水性聚氨酯预聚体。
[0031]步骤三:将步骤二得到的预聚体加入到NaOH水溶液当中，高速剪切搅拌，进行中和乳化，减压蒸馏脱去溶剂后即得改性水性聚氨酯乳液。其中NaOH与DMPA摩尔比为1:1。
[0032]性能验证:将乳液均匀倒在聚四氟乙烯板上，在室温下放置一段时间，然后放入烘箱中，在60°C下干燥48h后，冲压成标准哑铃试片。采用XWW-20B电子万能试验机，按GB/T1040-92测定胶膜的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明:其拉伸强度由11.2MPa增加到12.7MPa，断裂伸长率变化不大，机械强度略有提高。
[0033]实施例三
[0034]一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤:
[0035]步骤一:将粗碱木质素的水溶液用质量浓度6%的NaOH溶液调节pH至13?14，使碱木质素充分溶解。过滤除去不溶物，然后用质量浓度12%的盐酸于60°C下调pH至2左右，过滤，反复用蒸馏水洗涤沉淀至中性，真空干燥即得到精制碱木质素。
[0036]步骤二:将13.75g 二苯基甲烷-4，4 ' - 二异氰酸酯(MDI)、47.6g聚乙二醇(PEG2000)、0.28g精制碱木质素(用丙酮溶解)和0.05g 二月桂酸二丁基锡加入到三口烧瓶中，，在85°C下搅拌反应5h，然后降温至65°C，再加入2.24g DMPA和35mL的丙酮，反应
1.5h，降温至30°C出料，得水性聚氨醋预聚体。
[0037]步骤三:将步骤二得到的预聚体加入到KOH水溶液当中，高速剪切搅拌，进行中和乳化，减压蒸馏脱去溶剂后即得改性水性聚氨酯乳液。其中KOH与DMPA摩尔比为1:1。
[0038]性能验证:将乳液均匀倒在聚四氟乙烯板上，在室温下放置一段时间，然后放入烘箱中，在60°C下干燥48h后，冲压成标准哑铃试片。采用XWW-20B电子万能试验机，按GB/T1040-92测定胶膜的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明:其拉伸强度由30.8MPa增加到38.6MPa，断裂伸长率由433.6%增加到443.5%，机械强度明显提高。
【主权项】
1.一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:制备精制喊木质素； 步骤二:将二异氰酸酯、聚醚多元醇和精制碱木质素加入到三口烧瓶中，在60?90°C下搅拌反应I?5h，然后降温至50?70°C，再加入DMPA亲水扩链剂和丙酮，反应I?4h，降温至20?50°C出料，得水性聚氨酯预聚体； 步骤三:将所得水性聚氨酯预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏脱去溶剂后即得水性聚氨酯乳液。
2.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述精制碱木质素的制备方法为:将粗碱木质素的水溶液用质量浓度5%?10%的NaOH溶液调节pH至13?14，使碱木质素充分溶解，过滤除去不溶物，然后用质量浓度12%的盐酸于60°C下调节pH至2?3，过滤，反复用蒸馏水洗涤沉淀至中性，真空干燥即得。
3.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述步骤二中，聚醚多元醇与二异氰酸酯的摩尔比为1: (2?4)，精制碱木质素的加入量为精制碱木质素和聚醚多元醇质量之和的0.5%?3.0%，DMPA亲水扩链剂的加入量为二异氰酸酯、聚醚多元醇和精制碱木质素总质量的2.0%?5.0%，丙酮的加入量为10?80mL。
4.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述步骤二中，精制碱木质素以丙酮溶解后再与二异氰酸酯和聚醚多元醇混合，溶解所用的丙酮的量为20mL。
5.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述步骤二中，搅拌反应前加入催化剂，催化剂的加入量为二异氰酸酯、聚醚多元醇和精制碱木质素总质量的0.05%?0.2%。
6.根据权利要求5所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(简写为DBTDL)。
7.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷-4，4 ' - 二异氰酸酯(MDI)。
8.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述聚醚多元醇为聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)或聚乙二醇(PEG)，数均分子量均为 2000。
9.根据权利要求1所述的一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于:所述中和剂为三乙胺、氢氧化钠或氢氧化钾，加入量与DMPA的摩尔比为1:1。
【专利摘要】本发明为一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法，其制备是选用二异氰酸酯、聚醚多元醇、碱木质素、扩链剂和中和剂等为原料，在采用预聚体分散法合成水性聚氨酯乳液的过程中添加碱木质素，进而制备一系列不同碱木质素含量的碱木质素基水性聚氨酯；该方法把碱木质素引入到水性聚氨酯体系中，是减少多元醇用量、提高水性聚氨酯材料性能和赋予制品生物降解性能的理想方法之一。
【IPC分类】C08G18-64, C08G18-08, C08G18-66, C08G18-12, C08G18-48
【公开号】CN104628982
【申请号】CN201510079976
【发明人】任龙芳, 贺齐齐, 王学川, 强涛涛
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月13日