[发明专利]一种基于葛粉的生物基树脂及应用其的涂料

说明书

本申请涉及生物基树脂的技术领域，具体公开了一种基于葛粉的生物基树脂及应用其的涂料。生物基树脂包括聚氨酯预聚体和葛粉糊溶液，所述葛粉糊溶液占聚氨酯预聚体总质量的1～50%；其制备方法包括：葛粉糊溶液的制备及聚氨酯预聚体的制备，后将制备完成的葛粉糊溶液在一定的条件下与聚氨酯预聚体进行交联反应，最终制得生物基树脂。本申请的生物基树脂可用于油墨、涂料和胶水等领域，其具有与目前聚氨酯树脂同样的物理性能，同时在可降解方面优于目前的聚氨酯树脂。本申请采用葛粉作为生物基材料，减少原本制备聚氨酯树脂中聚氨酯的添加量，减少石油化工产品的使用，降低对环境的影响，降低成本。

技术领域

本申请涉及生物基树脂的技术领域，更具体地说，它涉及一种基于葛粉的生物基树脂及应用其的涂料。

背景技术

在涂料方面，聚氨酯涂料因其优良的附着力、耐候性、耐化学腐蚀性以及装饰性，已经广泛应用于国防、航天、船舶、室内装修等领域的保护和装饰中。传统的聚氨酯材料来源于石油化工产品，因此在其生产、使用以及废弃过程中都会对环境造成有害影响。并且随着过度消耗不可再生资源问题的暴露，石油化工产品的价格一路攀升，因而寻求一种环保材料，替代或部分替代聚氨酯，降低成本的同时，缓解不可再生资源压力，保护环境成为当前聚氨酯涂料发展的方向之一。

发明内容

为了减少聚氨酯树脂的使用，从而减少石油化工产品的使用以缓解石油能源紧张，降低环境污染，同时降低成本，本申请提供一种一种基于葛粉的生物基树脂及应用其的涂料。

第一方面，本申请提供一种基于葛粉的生物基树脂，采用如下的技术方案：

一种基于葛粉的生物基树脂，所述生物基树脂包括聚氨酯预聚体和葛粉糊溶液，所述葛粉糊溶液占聚氨酯预聚体总质量的1～50％；

其中，葛粉糊溶液为葛粉与水的冲调物。

本申请采用葛粉作为生物基材料，将葛粉与水冲调形成葛粉糊溶液之后用作制备生物基树脂的主要原料，减少原本制备聚氨酯树脂中聚氨酯的添加量，减少石油化工产品的使用，降低对环境的影响。

再者，葛粉单价约为10元/kg，制备聚氨酯预聚体的组分中，多元醇的单价约为20元/kg，异氰酸酯的单价约为120元/kg，假设以多元醇和异氰酸酯的质量比为1:1作为原料制备2kg的聚氨酯预聚体，粗略计算聚氨酯树脂的单价至少为70元/kg。而本申请中，用葛粉糊溶液占聚氨酯预聚体的总质量的1～50％，以占聚氨酯预聚体总质量为20％计算，制备形成的生物基树脂的单价为58元/kg，比聚氨酯树脂的单价最少低12元/kg在进行工业量产时，能够极大降低成本。

目前聚氨酯树脂的应用领域广泛，在工业生产过程中，需要大量的树脂作为原料制备涂料、油墨和胶水。经过试验验证，本申请制备的生物基树脂存储稳定性高，活性NCO含量在2％左右，粘性好，能够达到正常树脂的物理性能，能够替代聚氨酯树脂甚至是正常树脂进行使用，并且经过添加葛粉作为生物基原料，使得制备的生物基树脂在降解方面性能优异，符合当前可持续发展的要求。

优选的，所述葛粉糊溶液占聚氨酯预聚体总质量的30～50％。

经过试验，葛粉糊溶液占聚氨酯预聚体总质量的30～50％时，生物基树脂的物理性能优异，减少了制备的生物基树脂中聚氨酯预聚体的占比，进一步降低成本。

优选的，所述聚氨酯预聚体包括异氰酸酯、多元醇和扩链剂，其中异氰酸酯、多元醇与扩链剂的重量份之比为1～9:1：0.3～1.5。

聚氨酯预聚体由异氰酸酯、多元醇作为主要原料制成，并且通过扩链剂提高制备的聚氨酯预聚体的耐热性、弹性等物理性能。本申请的聚氨酯预聚体中，异氰酸酯与多元醇的重量份之比是1～9:1，即异氰酸酯过量，制备的异氰酸酯聚氨酯预聚体为端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体，具有较高的反应活性，与葛粉之间发生交联反应活性高。

优选的，所述多元醇为聚酯多元醇或聚醚多元醇。