蓖麻油及其衍生物在聚氨酯中的应用研究进展

蓖麻油及其衍生物在涂料中的应用0 引言20 世纪 70 年代 , 由于石油资源短缺 , 可再生资源曾一度受到很大的重视 [1] 。

80 年代后期由于环保问题以天然产物及其衍生物等可再生资源为基础的聚合物重新获得了关注 [2] 。

植物油来源广泛且可再生 , 以植物油为原料制备的涂料成本低且有利于保护环境。

蓖麻油就是其中的 , 它是惟一以含羟基酸为主的商业油脂 [3] 。

与其他植物油相比 , 其特点在于它的高羟值和高酰值 , 另外它几乎不溶于石油类溶剂 , 但是可以溶于乙醇。

蓖麻油的主要产地在印度、巴西、中国以及前苏联 , 我国的年产量居世界第三位 , 产于全国各地 , 其中以吉林省为最多。

我国生长的蓖麻属于温带一年生大粒蓖麻 , 籽中含油量高达 50 % 以上 , 比印度和巴西的热带蓖麻籽含油量要高出 5% ～ 10 % 。

故现今世界上不少蓖麻油开发利用比较先进的国家 ( 如日本等 ), 多从我国进口蓖麻籽进行深加工及应用 [4] 。

1 蓖麻油的组成与性质蓖麻油属于不干性油 , 它的主要成分为高级脂肪酸的甘油三酸酯。

其皂化值在 180 mg KOH/ g 以上 , 碘价为 82 ～ 90 mg I 2 /g, 羟值为 155 mg KOH/ g 以上。

表 1 列出了蓖麻油脂肪酸的主要成分 ,其中蓖麻油酸 ( 化学名为 12 - 羟基 -9- 十八烯酸 ) 在天然植物油中羟值最高。

蓖麻油酸的成分为甘油三酸酯 , 其分子并不排列在同一平面上 , 所以其双键聚合之后 , 会形成立体网状结构 [6] 。

如图 1 所示 , 蓖麻油酸分子结构中含有羟基 , 易形成氢键而产生缔合 , 造成其黏度比一般植物油大 8 ～ 10 倍 [7] , 另外它的相对密度与极性均较其他植物油大。

同时其支链上还含有羟基和不饱和双键 , 因此可以发生水解、酯化、加成、氧化、裂化、环氧化、酰胺化、脱水等反应。

在些反应中 , 酯化反应以及脱水反应在涂料工业上得到了很大的应用 [8] 。

32・聚氨酯工业POLYURETHANE INDUSTRY2020年第35卷第5期2020.Vol.35No.5•技术交流•硅灰石/蓖麻油型中高密度聚氨酯硬泡材料的研究陆波姜可健徐洲彤胡军（沈阳化工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110142）摘要：以聚醚多元醇、蓖麻油、多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）、针状硅灰石、偶联剂等为原料，全水发泡制得了两种密度的硅灰石/蓖麻油型中高密度聚氨酯硬泡。

研究了蓖麻油含量、针状硅灰石含量和密度等对硬泡材料的力学性能与泡孔结构的影响。

结果表明：随着蓖麻油含量的增加，聚氨酯硬泡的拉伸强度减小，冲击强度上升；聚氨酯硬泡随着密度的增大其力学性能均有所上升；加入改性硅灰石制备的硬泡性能下降幅度较小，硅灰石的加入对泡孔形状没有影响。

关键词：硬质聚氨酯泡沫塑料；蓖麻油；针状硅灰石；力学性能中图分类号：TQ328.3文献标识码：A聚氨酯泡沫塑料具有多孔结构,相对密度小,比强度高，密度在400~600kg/m3的中高密度硬质聚氨酯泡沫塑料主要作为仿木材料，常用于家具的生产和制造［1-2］。

由高官能度的硬泡聚醚多元醇合成的聚氨酯硬泡，其脆性是由高交联密度所致。

含有羟基的蓖麻油可用于聚氨酯的合成，其官能度接近3［3-4］,远低于硬泡聚醚多元醇的官能度，具有长柔性链的特点，可以用于改善聚氨酯硬泡的脆性。

硅灰石（CaSiO3）是一种三斜晶系细板状晶体,集合体呈放射状或纤维状,发育的晶体多为长柱状或针状晶形，是天然产出的偏硅酸钙矿物。

硅灰石粉末用作反应注射成型聚氨酯、聚氨酯硬泡等的填料，可有效增强复合材料的尺寸稳定性。

但硅灰石的过量填充会降低材料的拉伸强度［5-6］。

本研究以硅灰石为聚氨酯硬泡的填料,讨论了蓖麻油含量、硅灰石含量等因素对聚氨酯硬泡性能的影响，从中寻找规律,以求制得机械加工性能优良并且尺寸稳定性好的硅灰石/蓖麻油型中高密度聚氨酯硬泡材料,用于替代木材制作模型板。

1实验部分1.1主要原料与设备多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI），工业级，万华化学集团股份有限公司；聚醚多元醇1050（羟文章编号：1005-1902（2020）05-0032-03值450mgKOH/g，/>5）,工业级,佳化化学股份有限公司；聚醚多元醇DSV-125（羟值163mgKOH/g, /=3），工业级,山东蓝星东大化工有限责任公司;精炼蓖麻油（羟值163mgKOH/g,/=2.7）,工业级,武汉普洛夫生物科技有限公司；三乙醇胺、N,N-二甲基环己胺，化学纯，国药集团化学试剂有限公司; Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560），工业级,江苏晨光偶联剂有限公司；针状硅灰石，1250目（10^m），调兵山市佳特建材有限公司；泡沫稳定剂HK-314,工业级，山东省济宁市华凯树脂有限公司。

蓖麻油基羧酸型聚氨酯亲水扩链剂的制备与应用付长清;杨哲;郑子童;申亮【摘要】通过蓖麻油与3-巯基丙酸间的巯基-烯点击反应合成了一种蓖麻油基多元羧酸(MCO),并将其作为亲水扩链剂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和蓖麻油共聚制备了一系列羧基含量不同的蓖麻油基水性聚氨酯树脂(COPU).用核磁氢谱(1H NMR)和核磁碳谱(13C NMR)确认了蓖麻油基亲水扩链剂的结构;采用红外光谱(FT-IR)对MCO及COPU的结构进行分析;并采用摆杆硬度测试、吸水率测试、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对聚氨酯涂膜的机械性能和物理性能进行表征.结果表明:随着亲水基团含量的增加,涂膜的硬度逐渐降低、吸水率逐渐增大,对玻璃化转变温度(Tg)及耐热性能影响不明显.水性聚氨酯涂膜浸泡192 h后不泛白,不开裂,吸水率仅为6.52％,有较好的耐水性.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2013(043)011【总页数】6页(P29-34)【关键词】巯基-烯点击反应;蓖麻油基多元羧酸;亲水扩链剂;耐水性;水性聚氨酯【作者】付长清;杨哲;郑子童;申亮【作者单位】江西科技师范大学江西省有机功能分子研究所,南昌330013;江西科技师范大学江西省有机功能分子研究所,南昌330013;江西科技师范大学江西省有机功能分子研究所,南昌330013;江西科技师范大学江西省有机功能分子研究所,南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+3可再生性资源植物油价格低廉、来源广泛，从结构上分析具有很强的应用可能性。

将植物油及其衍生物作为生物质工业产品如涂料、润滑油、粘合剂、增塑剂及复合材料的起始原料［1-4］，既可降低VOC 排放，又能赋予产品良好的性能。

蓖麻油由蓖麻籽榨取而得，是一类同时含有羟基和碳碳双键的植物油，天然存在的羟基可赋予其与异氰酸酯单体优异的反应性，故蓖麻油基聚氨酯树脂能广泛用于弹性体、粘合剂、涂料及互穿网络聚合物的制备［5］。

蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究ΞQU J Q瞿金清,陈焕钦(华南理工大学化工所,广东广州510640)摘　要:　采用蓖麻油(C.O.)、聚醚(N 210)、二异氰酸甲苯酯(TDI )和二羟甲基丙酸(DMPA )反应合成了聚氨酯脲水分散液,研究了C.O./N 210的质量比、亲水单体含量、NCO/OH 摩尔比和NH/NCO 摩尔比对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱仪(FT-IR )测定反应产物的结构。

研究发现C.O.可提高水性聚氨酯涂膜的物理机械性能和耐水性,当C.O./N 210的质量比为1∶1、NCO/OH 摩尔比为1.6∶1、DMPA 添加量为5.5%、NH 2/NCO 摩尔比为0.50∶1时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、较高的硬度、优异的附着力和较好的耐水、耐油性。

关键词:　水性聚氨酯;蓖麻油中图分类号:TQ630.1;S565.6 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2004)03-0078-05STUDIES ON SYN THESES AND PROPER TIES OF WA TERBORN EPOL YU RETHAN E RESIN FROM CASTOR O ILQU Jin 2qing ,CHEN Huan 2qin(Instit ute of Chem ical Engi neeri ng ,South Chi na U niversity of Technology ,Guangz hou 510640,Chi na )Abstract :Waterborne polyurethane (WPU )was prepared by the reaction of castor oil (C.O.)with polyether glycol (N 210),dimethoxypropionic acid (DMPA )and toluene diisocyanate (TDI ).The effects of mass ratio of castor oil ,N 210,DMPA content ,molar ratios of NCO to OH and NH 2/NCO on the properties were investigated.The structure of WPU was characterized by FT 2IR.It was found that mechanical properties and water resistance of WPU coating film were increased with addition of castor oil.At 1∶1-2mass ratio of castor oil to N 210,1.6molar ratio of NCO/OH ,5.5%DMPA content and 0.50molar ratio of NH 2/NCO ,the castor oil waterborne polyurethane has excellent film 2forming property ,high hardness ,good resistances to water and petrol ,and excellent adhesion to base materials.K ey w ords :waterborne polyurethane ;castor oil植物油及其脂肪酸是较重要的再生资源之一,它们被广泛应用于制备清漆、底漆和瓷漆等装饰涂料,然而这些涂料存在主要缺陷是挥发性有机化合物(VOC )含量较高,给环境带来污染。

蓖麻油-丙烯酸酯改性的双组分水性聚氨酯胶粘剂研究
王齐;傅和青
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2008(29)11
【摘要】以聚醚多元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、蓖麻油(C.O)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成了蓖麻油改性的水性聚氨酯(WPUCA)复合乳液。

向该复合乳液中加入固化剂,得到复合软包装用双组分改性水性聚氨酯胶粘剂。

研究了蓖麻油的添加量以及丙烯酸酯和聚氨酯比例对改性后乳液及胶膜各项性能的影响,同时研究了多异氰酸酯固化剂用量及固化时间对胶粘剂粘结性的影响。

实验结果表明,蓖麻油的添加量为3.0%(质量分数),PA、PU质量比为1∶2,固化剂含量为6%(质量分数),固化时间为4h,胶粘剂的性能达到较佳。

【总页数】4页(P91-93)
【关键词】聚氨酯;丙烯酸酯;蓖麻油;胶粘剂;双组分
【作者】王齐;傅和青
【作者单位】华南理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TQ433.432;TQ630.1
【相关文献】
1.改性纳米SiO/含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯胶粘剂的研究2 [J], 颜财彬;廖凌元;傅和青
2.丙烯酸酯对水性聚氨酯胶粘剂的改性研究 [J], 项尚林;陈瑞珠;乔海霞
3.聚丙烯酸酯乳液复合改性水性聚氨酯胶粘剂的研究 [J], 赖少媚;朱炳华;林华玉;潘滴云;叶家灿
4.双组分水性丙烯酸酯聚氨酯涂料的改性及影响因素研究进展 [J], 王玉香;孙东成
5.UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化 [J], 蔡兆宇; 朱昊鑫; 王鹏; 吴晨阳; 高炜城; 穆镜宇; 韦双颖
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蓖麻油型水性聚氨酯乳液的制备及性能研究的开题报告【选题背景】水性聚氨酯是一种新型的高性能材料，具有优异的物理和化学性质，广泛应用于塑料，涂料，粘合剂等领域。

与传统的有机溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯具有环保性能和安全性，受到越来越广泛的关注。

蓖麻油是一种天然的植物油，含有丰富的不饱和脂肪酸，具有优良的物理和化学性质。

将蓖麻油作为乳化剂的主要原料，可以制备出性能优异的水性聚氨酯乳液。

【研究目的】本课题旨在制备蓖麻油型水性聚氨酯乳液，并对其性能进行研究，以探究其在塑料，涂料等领域的应用前景。

【研究内容】1. 研究不同配方下蓖麻油型水性聚氨酯乳液的制备工艺和条件；2. 测定乳液的表面性质，如表面张力，粘度等；3. 测定乳液的机械性能和熔融性能，如拉伸强度，模量等；4. 研究乳液的耐候性和耐腐蚀性能，如紫外线辐射、盐雾等；5. 分析乳液的结构和形貌，如分子量、分子量分布、粒径等。

【研究意义】本研究可以为水性聚氨酯乳液的制备提供新思路和新方法，为相关行业开发新型高性能材料奠定基础。

同时，该研究对于推动我国的环保和可持续发展也具有积极的作用。

【研究方法】1. 以蓖麻油和聚异氰酸酯为原料，通过溶液聚合法制备水性聚氨酯乳液；2. 通过表面张力测定仪、粘度计、拉伸试验机、熔融指数仪、紫外线辐射试验箱、盐雾试验箱等仪器对乳液的性能进行测试；3. 通过激光粒度仪、光学显微镜、透射电子显微镜等仪器分析乳液的结构和形貌。

【预期结果】预计可以制备出性能优异的蓖麻油型水性聚氨酯乳液，并对其性能进行充分的测试和分析。

研究成果可以为相关领域提供新型材料和新思路。

蓖麻油作交联剂的聚氨酯弹性体的合成及性能刘菁【摘要】At first,the prepolymer were prepared from PTMG and HDI with different molar ratio, then PU were synthesized respectively with BD, CO and the mixture of BD and CO as crosslinker. The hydrogen bonding degree, morphology, mechanical properties and thermal properties of the PU with various hard segment content and CO content were studied by FTIR,AFM, tensile test and TGA. The results show that the type and dosage of the isocyanate and crosslinker have a great influence on the performance of the PU. As the content of the diisocyanate increases, the mechanical properties and thermal stability properties of the PU increases. As the quantity of CO increases, the hydrogen bonding degree of the PU decreases, the micro phase separation degree of the soft and hard segment decreases, and the mechanical performance decreases ,but the thermal stability were improved when the crosslinking and branched degree of segment were improved due to the increase of the content ofthe CO.%以不同摩尔比的四氢呋喃均聚醚（PTMG）和1，6-亚己基二异氰酸酯（HDI）合成聚氨酯（PU）预聚体，再分别用丁二醇（BD）、蓖麻油（CO）以及BD和CO混合物进行扩链交联，合成了一系列不同CO含量的PU.通过FTIR、AFM、拉伸实验和TGA，对不同硬段含量和CO含量PU的氢键化程度、相形态结构、力学性能和热性能进行了比较。