[发明专利]一种聚氨酯分散液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚氨酯分散液及其制备方法和应用。一种聚氨酯分散液，按重量份计，制备原料包括：碱木质素0.5‑10份；植物油基多元醇30～60份；异氰酸酯10‑50份；扩链剂10～40份。能够以可再生的植物油基多元醇和碱木质素作为主要成膜物质，因此可缓解石油基多元醇资源紧张的问题；此外由于原料之间的配合，所得聚氨酯分散液可以为水系分散液，且制备成聚氨酯膜或聚氨酯充皮纸后，可提升对应膜和充皮纸的机械性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯分散液及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯(PU)是聚氨酯是通过二异氰酸酯与多元醇反应，分子链由软段和硬段相嵌组成的一种具有微相晶体结构的共聚物，主要分为泡沫、粘结剂、弹性体、薄膜等几大类，因为聚氨酯优异的机械性能和耐磨性而被广泛应用于生物医学、建筑、汽车、航空航天等领域。近年来，聚氨酯在全球范围内获得了长足的发展，是使用最广泛的合成聚合物，世界六大合成材料之一。有研宄表明，2016年全球聚氨酯的总量达到了2120万 t，而据估计聚氨酯产量将继续保持3％的年均增长率。

传统聚氨酯通常以有机溶剂作为分散液，制备原料是具有毒性的异氰酸酯和石油基多元醇，在制备及使用过程中会产生大量的有毒物质和挥发性有机化合物(VOC)。水性聚氨酯是用水代替有机溶剂的聚合物体系，以水作为分散介质，有污染程度低、安全可靠、相容性好等优点，因此已被广泛用于涂料、胶粘剂、弹性体、油墨和软硬质泡沫。

但是，随着资源的开发，石油基多元醇的资源越来越紧张，同时，现有的水性聚氨酯仍存在降解难，以及机械性能差等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种聚氨酯分散液，能够以可再生的植物油基多元醇和碱木质素作为主要成膜物质，因此可缓解石油基多元醇资源紧张的问题；此外由于原料之间的配合，所得聚氨酯分散液可以为水系分散液，且制备成聚氨酯膜或聚氨酯充皮纸后，可提升对应膜和充皮纸的机械性能和降解性能。

本发明还提出一种上述聚氨酯分散液的制备方法。

本发明还提出一种制备原料包括上述聚氨酯分散液的充皮纸。

本发明还提出一种上述充皮纸的制备方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种聚氨酯分散液，按重量份计，制备原料包括：

碱木质素0.5-10份；

植物油基多元醇30～60份；

异氰酸酯10-50份；

扩链剂10～40份。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

植物油是一种饱和或不饱和的脂肪酸与甘油生成的三酸甘油酯，其来源为植物，具有绿色可持续、价廉可再生，可由其制备具有多种化学转化可能性的新产品；

碱木质素作为制浆造纸的副产物，是地球上储量第二大天然有机碳高分子化合物，来源广泛，物产富饶，其分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团，因此可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应；

因此，将来源于植物的碱木质素和植物油基多元醇等可再生资源作为聚氨酯分散液的主要成膜物质，可减轻石油资源紧张的压力；此外由于碱木质素中具有丰富的活性基团，因此用于聚氨酯分散液制备后，还可以改善聚氨酯分散液成膜后材料的耐水、耐溶剂性能以及机械性能，进而拓宽了其使用范围和应用价值；最重要的是，由于本发明采用植物源原料作为聚氨酯分散液的成膜物质，因此大大提升了聚氨酯成膜后的降解性能，缓解了环境压力，为环境污染等问题提供了有效可行的解决方案。