中调节邻苯二甲酸酐和蓖麻油的摩尔比为 0.5:1 ; 反应结束后，用旋转蒸发仪抽真空，除去有机溶剂，置于50°C真空干燥箱干燥后制得含羧基的蓖麻油；
步骤二:将摩尔比为1:4的聚醚多元醇、二异氰酸酯加入到反应釜中，滴加以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计0.06%的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，在80°C下搅拌反应lh，再加入含羧基的蓖麻油，继续反应Ih ;含羧基的蓖麻油与聚醚多元醇的质量之比为0.6:1 ；
然后降温至60°C，再加入以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计3.0%的由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA (2，2- 二羟甲基丙酸)，反应3h，降温至30°C出料，得水性聚氨酯预聚体；步骤三:将步骤二得到的预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。
[0029]步骤一中，有机溶剂选取乙醇。
[0030]步骤二中，二异氰酸酯选取六亚甲基二异氰酸酯(HDI);聚醚多元醇选取聚丙二醇(PPG)，平均分子质量为2000。
[0031]步骤三中，中和剂为三乙胺，与DMPA摩尔比为1.5:1。
[0032]实施例五:
步骤一:含羧基蓖麻油的制备:
将邻苯二甲酸酐溶于有机溶剂，搅拌使其充分溶解后，缓慢滴加到蓖麻油中进行酯化反应，在不需要催化剂的条件下，80°C下反应lh，其中调节邻苯二甲酸酐和蓖麻油的摩尔比为 0.7:1 ；
反应结束后，用旋转蒸发仪抽真空，除去有机溶剂，置于50°C真空干燥箱干燥后制得含羧基的蓖麻油；
步骤二:将摩尔比为1:3的聚醚多元醇、二异氰酸酯加入到反应釜中，滴加以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计0.06%的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，在85°C下搅拌反应0.9h，再加入含羧基的蓖麻油，继续反应1.5h ;含羧基的蓖麻油与聚醚多元醇的质量之比为 0.5:1 ;
然后降温至65°C，再加入以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计4.0%的由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA(2，2- 二羟甲基丙酸)，反应2.5h，降温至35°C出料，得水性聚氨酯预聚体；步骤三:将步骤二得到的预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。
[0033]步骤一中，有机溶剂选取乙醚。
[0034]步骤二中，二异氰酸酯选取二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI);聚醚多元醇选取聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，平均分子质量为2000。
[0035]步骤三中，中和剂为三乙胺，与DMPA摩尔比为1.3:1。
[0036]实施例六:
步骤一:含羧基蓖麻油的制备:
将邻苯二甲酸酐溶于有机溶剂，搅拌使其充分溶解后，缓慢滴加到蓖麻油中进行酯化反应，在不需要催化剂的条件下，80°C下反应lh，其中调节邻苯二甲酸酐和蓖麻油的摩尔比为 0.9:1 ;
反应结束后，用旋转蒸发仪抽真空，除去有机溶剂，置于50°C真空干燥箱干燥后制得含羧基的蓖麻油；
步骤二:将摩尔比为1:3的聚醚多元醇、二异氰酸酯加入到反应釜中，滴加以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计0.06%的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，在85°C下搅拌反应0.7h，再加入含羧基的蓖麻油，继续反应1.5h ;含羧基的蓖麻油与聚醚多元醇的质量之比为 0.4:1 ;
然后降温至65°C，再加入以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计5.0%的由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA(2，2- 二羟甲基丙酸)，反应2.5h，降温至40°C出料，得水性聚氨酯预聚体；步骤三:将步骤二得到的预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。
[0037]步骤一中，有机溶剂选取苯。
[0038]步骤二中，二异氰酸酯选取甲苯二异氰酸酯(TDI);聚醚多元醇选取聚乙二醇(PEG)，平均分子质量为2000。
[0039]步骤三中，中和剂为三乙胺，与DMPA摩尔比为1.1:1。
[0040]实施例七:
步骤一:含羧基蓖麻油的制备:
将邻苯二甲酸酐溶于有机溶剂，搅拌使其充分溶解后，缓慢滴加到蓖麻油中进行酯化反应，在不需要催化剂的条件下，80°C下反应lh，其中调节邻苯二甲酸酐和蓖麻油的摩尔比为 1:1 ;
反应结束后，用旋转蒸发仪抽真空，除去有机溶剂，置于50°C真空干燥箱干燥后制得含羧基的蓖麻油；
步骤二:将摩尔比为1:2的聚醚多元醇、二异氰酸酯加入到反应釜中，滴加以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计0.06%的催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，在90°C下搅拌反应0.5h，再加入含羧基的蓖麻油，继续反应2h ;含羧基的蓖麻油与聚醚多元醇的质量之比为
0.2:1 ；
然后降温至70°C，再加入以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计6.0%的由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA (2，2- 二羟甲基丙酸)，反应2h，降温至50°C出料，得水性聚氨酯预聚体；步骤三:将步骤二得到的预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。
[0041]步骤一中，有机溶剂选取丙酮。
[0042]步骤二中，二异氰酸酯选取异佛尔酮二异氰酸酯(iroi);聚醚多元醇选取聚乙二醇(PEG)，平均分子质量为2000。
[0043]步骤三中，中和剂为三乙胺，与DMPA摩尔比为0.8:1。
[0044]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: 包括以下步骤: 步骤一:含羧基蓖麻油的制备: 将邻苯二甲酸酐溶于有机溶剂，搅拌使其充分溶解后，缓慢滴加到蓖麻油中进行酯化反应，80°C下反应lh，其中调节邻苯二甲酸酐和蓖麻油的摩尔比为(0.5-1):1 ; 反应结束后，用旋转蒸发仪抽真空，除去有机溶剂，置于50°C真空干燥箱干燥后制得含羧基的蓖麻油； 步骤二:将摩尔比为1: (2-4)的聚醚多元醇、二异氰酸酯加入到反应釜中，滴加以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计0.06%的催化剂二月桂酸二丁基锡，在80~90°C下搅拌反应0.5~lh，再加入含羧基的蓖麻油，继续反应l~2h ;含羧基的蓖麻油与聚醚多元醇的质量之比为(0.2-0.6):1 ； 然后降温至60~70°C，再加入以二异氰酸酯、聚醚多元醇的总质量计3.0%~6.0%的由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA，反应2~3h，降温至30~50°C出料，得水性聚氨酯预聚体； 步骤三:将步骤二得到的预聚体用中和剂中和后，加水进行高速乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: 步骤一中，有机溶剂选取乙醇、乙醚、苯或丙酮。
3.根据权利要求2所述的含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: 步骤二中，二异氰酸酯选取异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: 步骤二中，聚醚多元醇选取聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇或聚乙二醇，平均分子质量为2000 ο
5.根据权利要求4所述的含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于: 步骤三中，中和剂为三乙胺，与DMPA摩尔比为(0.8~1.5):1。
【专利摘要】本发明涉及含羧基蓖麻油改性水性聚氨酯的制备方法。由于蓖麻油各方面的影响，直接应用蓖麻油制备的水性聚氨酯效果不太理想。本发明将邻苯二甲酸酐溶于有机溶剂，滴加到蓖麻油中酯化，抽真空除去有机溶剂，干燥后得含羧基的蓖麻油；将二异氰酸酯、聚醚多元醇加入反应釜，滴加催化剂，再加入含羧基的蓖麻油；降温加入由氮甲基吡咯烷酮溶解的DMPA，得水性聚氨酯预聚体；中和后加水乳化，减压蒸馏除去溶剂后即得蓖麻油基水性聚氨酯。本发明用生物质原料蓖麻油代替石油多元醇合成聚氨酯，不但可以提高资源的利用率，而且可为聚氨酯工业提供廉价的原材料来源，减少对石油产品的依赖性。同时可降低成本，对聚氨酯工业的发展具有重要的战略意义。
【IPC分类】C08G18-48, C08G18-67
【公开号】CN104761699
【申请号】CN201510180247
【发明人】强涛涛, 唐华
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月16日