CN107365408A

CN107365408A - 篦麻油基聚氨酯树脂及其制作

Info

Publication number: CN107365408A
Application number: CN201710797055.3A
Authority: CN
Inventors: 茹家佑
Original assignee: Xiamen Xiamen Guang'an Industry & Trade Co Ltd
Current assignee: Xiamen Xiamen Guang'an Industry & Trade Co Ltd
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2017-11-21

Abstract

篦麻油基聚氨酯树脂及其制作，采用纯篦麻油，直接与二异氰酸基进行本体聚合，聚合成羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂。本发明所述篦麻油基聚氨酯树脂的制作：它采用不经化学方法处理的纯篦麻油，用摩尔比的计算方式，让篦麻油中的两个官能团与二异氰酸基聚合成带支链的直链型结构的羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂；改变这种树脂的分子量，就得到：粘稠非固化流态、不能流动的非固化胶体、固化的聚氨酯树脂一系列不同性能的篦麻油基聚氨酯树脂。在原材料上，篦麻油的用量约占70－80%，根据产品分子量的不同，调整篦麻油及二异氰酸基的用量，即可得到性能相差很大的产品。本发明以生物资源篦麻油为主，节能、环保。

Description

篦麻油基聚氨酯树脂及其制作

技术领域

本发明涉及篦麻油基聚氨酯树脂及其制作。

背景技术

蓖麻油是比较丰富的生物资源，而且它极性比较小，用它合成的聚氨酯防水涂料，耐水性和柔顺性好，本应该大量使用于建筑防水材料。然而，用蓖麻油基的聚氨酯防水材料却很少。原因是，目前多是将蓖麻油在溶剂中或者是对蓖麻油进行醇解等化学处理后使用，既增加成本又污染环境，所以已基本淘汰。

目前的防水涂料，都是涂覆在防水基面上待其固化成膜后防水的。如果防水基面是混凝土基面，当混凝土基面断裂时，涂在混凝土基面上的防水涂料也随之被拽裂,失去防水效果。现有的防水涂料、防水发泡胶、防水乳液，虽然有时也用点篦麻油做原料，但篦麻油的用量非常少，化石资源用的多。

现有的高分子防水材料绝大部分用的都是化石资源，这是不符合节能、环保、减少碳排、降低成本，及可持续发展的产业政策的。过去为什么不用蓖麻油基聚氨酯树脂做建筑防水材料，是因为这种树脂粘度及粘结力都很大，纯质的单组份使用很困难。双组份使用，过去虽然也有双组份喷灌机，但是A、B两组分配比差很小，一般是1:1，最多是2:1，不适宜蓖麻油基聚氨酯树脂使用。发明内容

本发明的目的，是要提供一种篦麻油基聚氨酯树脂及其制作，蓖麻油基聚氨酯树脂用于做防水涂料时，它是非固化型的，它不会因混凝土基面的断裂而断裂，相反会自动愈合断裂缝。通过改变产品分子量，生产不同形态的篦麻油基聚氨酯树脂，以应对施工现埸不同的状况。比如，1.将产品做成粘稠非固化流体，可做防水涂料，这种防水涂料与传统防水涂料相比，保留了“天衣无缝”的防水优点，同时又增加了不随混凝土基面断裂而断裂，可以自愈合裂缝，可以自动封闭混凝土基面毛细孔的优点。2.将产品做成不能流动的非固化胶体，是低模量弹性体，可用于建筑物伸缩缝及混凝土基面断裂缝的防水，还可用做压敏胶、防水胶带使用。3.将产品做成固化的篦麻油基聚氨酯树脂，可用于需要固化的防水埸合，如需与混凝土固化成一体的结构。它可以使用可调节双组份配比的喷灌机，即两组份配比达10：1的双组份喷灌机，通过调节双组份配比，就可以喷灌上述三种产品，或多种产品，为使用蓖麻油基聚氨酯树脂创造了条件。

本发明的思路来源是，纯篦麻油与二官能度的异氰酸酯，或者是有两个异氰酸基的预聚体，进行本体聚合反应。篦麻油是70%篦麻油酸的三甘油酯和30%的两个篦麻油酸基与一个油酸基或亚油酸基的三甘油酯的混合物。因此，大约有70%的油酸是三官能度的，30%的油酸是二官能度的，即平均官能度为2.7。在设计时，只让篦麻油2.7个官能团中两个官能团与二异氰酸基生成带支链的直链型结构的羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂。改变这种树脂的分子量，就可以得到粘稠非固化流态、半固态、假固态、固态等多种性能的篦麻油基聚氨酯树脂。

本发明是这样实现的，所述篦麻油基聚氨酯树脂，采用纯篦麻油，直接与二异氰酸基进行本体聚合，聚合成羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂。

本发明所述篦麻油基聚氨酯树脂的制作：它采用不经化学方法处理的纯篦麻油，用摩尔比的计算方式，让篦麻油中的两个官能团与二异氰酸基聚合成带支链的直链型结构的羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂；改变这种树脂的分子量，就得到：粘稠非固化流态、不能流动的非固化胶体、固化的聚氨酯树脂一系列不同性能的篦麻油基聚氨酯树脂。

本发明所述摩尔比的计算方式为，N摩尔篦麻油与（N－1）摩尔二异氰酸基进行聚合，聚合后的分子量为N摩尔篦麻油+（N－1）摩尔二异氰酸基；生产一吨的篦麻油基聚氨酯树脂，用1000除以聚合后的分子量，然后与N摩尔篦麻油相乘得篦麻油投料重量，与（N－1）摩尔二异氰酸基相乘得二异氰酸基投料重量。

本发明的有益效果是，在原材料上，篦麻油的用量约占70－80%，根据产品分子量的不同，调整篦麻油及二异氰酸基的用量，即可得到性能相差很大的篦麻油基聚氨酯树脂。本发明以生物资源篦麻油为主，节能、环保、减少碳排放，生产成本低。

具体实施方式

本发明的摩尔比投料计算方法如下：

因为蓖麻油为混合物，每批蓖麻油的分子量不完全一样，需要在化验后确定。一般约在900-1000左右。为了说明方便现在假定蓖麻油分子量＝1000。假如想制作一种分子量为一万左右的羟基封端的蓖麻油基聚氨酯树脂，可设定用8个摩尔的蓖麻油（即N＝8），与7个摩尔（即N－1）的二苯甲烷二异氰酸酯（MT）进行聚合。MT的分子量＝250。聚合后分子量＝8×1000＋7×250＝8000＋1750＝9750。假定想生产大约1吨左右的蓖麻油基聚氨酯树脂，就用800kg的蓖麻油与175kg的MT进行聚合。

如果蓖麻油的摩尔N＝20，（N－1）个摩尔,MT＝19 ，聚合后的蓖麻油基聚氨酯树脂的分子量＝20×1000＋19×250＝20000＋4750＝24750。如果也约制1吨左右的蓖麻油基聚氨酯树脂，蓖麻油仍用800kg，MT＝800/20000×4750＝190kg。

如果蓖麻油的摩尔N＝100，（N－1）个摩尔，MT＝99，聚合后的蓖麻油基聚氨酯树脂的分子量＝100×1000＋99×250＝100000＋24750＝124750。如果也约制1吨左右的蓖麻油基聚氨酯树脂，蓖麻油仍用800kg，MT＝800/100000×24750＝198kg。

蓖麻油基聚氨酯树脂的分子量由9750-24750-124750，分子量变化很大。当蓖麻油都为800kg时，MT为175kg-190kg-198kg，MT的重量变化很小。这就说明,当用配比差为10:1的双组份喷灌机时，固定蓖麻油组分，少微调整一下MT的量，就能调节出分子量相差很大，也就是性能相差很大的蓖麻油基聚氨酯树脂，可为建筑防水提供多种功能要求的蓖麻油基聚氨酯树脂。

本发明的具体实施方式如下：

1、生产单组份蓖麻油基聚氨酯树脂防水涂料。

先将蓖麻油脱水及去除杂质。投料设计计算时，按N个摩尔蓖麻油与（N－1）个摩尔二异氰酸基进行反应。N的大小根据对防水材料的性能要求而定。假定这批蓖麻油的分子量＝1000，如果用纯二苯甲烷二异氰酸酯（MT）与蓖麻油进行聚合，则MT的分子量＝250。如果想生产10000左右分子量的蓖麻油基聚氨酯树脂，可以选N＝8，N－1＝7。设计的蓖麻油基聚氨酯树脂的分子量＝8×1000＋7×250＝8000＋1750＝9750，蓖麻油与MT的配料重量比，就是8000:1750，如果想做1吨左右的蓖麻油基聚氨酯树脂，则可取800kg的蓖麻油与175kg的MT进行反应。这种配比的分子结构，理论上也就是带支链的直链型结构。因为蓖麻油有2.7个官能团，与其反应的是二个官能团的异氰酸酯，蓖麻油只能有二个官能团与其反应，其它的0.7个官能团就变成了支链。

单组份的只适宜低粘度，在一定温度下，加热能够变稀，适宜于单组份喷灌，或者手工涂覆的场合。这种低粘度的树脂，一般分子量比较小，大约6000-10000左右。先将两组原料根据防水需要的分子量，准确计算好各组的重量。先将蓖麻油组分全部加入反应容器，开动搅拌装置。升温到70℃左右，然后再逐步加入二异氰酸基组分。根据粘度升高，适当提高温度，但是不要超过110℃。大约反应两小时出料，或者提前出料，出料后还会继续反应。

2、用双组份喷灌机生产蓖麻油基聚氨酯树脂防水涂料。

将经过物理处理后的或者还加助剂的蓖麻油作为A组分，加入到喷灌机的A组分容器中，并预热到70℃；将二异氰酸基组分，作为B组分，加入到喷灌机的B组分容器中，也预热到70℃。然后根据喷灌机的生产能力，及防水所需要的聚氨酯树脂的分子量，计算出A、B两组分的理论重量比，并在喷灌机上分别设定好两组分各自的重量，然后开动喷灌机。在A、B两组分没有混合之前，在同一时间内，分别取出A、B两组分，并分别称重，与理论值进行对比。反复调整，直到与理论相等。即便是二者已经相等，也还要将取出的两组分在适当容器中加热反应，看结果是否与防水要求相近。做了这些准备工作之后，即可喷灌施工。如果想改变蓖麻油基聚氨酯树脂的功能，只要稍微调整一下B组分，就可满足要求。

本发明所述的蓖麻油基聚氨酯树脂，随着分子量的变化，有很多很好的特性，可用于多种建筑防水的场合，如非固化防水涂料，伸缩缝的防水，水泥裂缝的堵漏，及防水胶带等。

根据《化工词典》对“树脂”的定义是，“半固态、固态、或假固态的无定形有机物质”；“受热变软，并逐渐熔化，熔化时发粘”；“根据来源可分为：天然树脂，合成树脂，人造树脂”。本发明是纯蓖麻油与二异氰酸酯进行本体聚合，生成的“合成树脂”。而且这种合成树脂，是按照摩尔比（不用当量比）的计算方法，使其聚合成带支链的直链形结构及羟基封端的蓖麻油基聚氨酯树脂。这种结构所用蓖麻油的比例，根据分子量的不同，蓖麻油用量约占70%-80%.而且粘结力更强，弹性也更好，这是过去没有过的。用纯蓖麻油与二异氰酸基进行本体聚合，是为了环保及多用生物资源；用摩尔比的方法计算，是为了生成带支链的直链型结构，尽可能避免交联结构；羟基封端是为了低分子量树脂更不容易固化。

Claims

1.篦麻油基聚氨酯树脂，其特征是：纯篦麻油，直接与二异氰酸基进行本体聚合，聚合成羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂。

2.权利要求1所述篦麻油基聚氨酯树脂的制作：其特征是：它采用不经化学方法处理的纯篦麻油，用摩尔比的计算方式，让篦麻油中的两个官能团与二异氰酸基聚合成带支链的直链型结构的羟基封端的篦麻油基聚氨酯树脂；改变这种树脂的分子量，就得到：粘稠非固化流态、不能流动的非固化胶体、固化的聚氨酯树脂一系列不同性能的篦麻油基聚氨酯树脂。

3.根据权利要求2所述篦麻油基聚氨酯树脂的制作，其特征是：所述摩尔比的计算方式为，N摩尔篦麻油与（N－1）摩尔二异氰酸基进行聚合，聚合后的分子量为N摩尔篦麻油+（N－1）摩尔二异氰酸基；生产一吨的篦麻油基聚氨酯树脂，用1000除以聚合后的分子量，然后与N摩尔篦麻油相乘得篦麻油投料重量，与（N－1）摩尔二异氰酸基相乘得二异氰酸基投料重量。