第5章　水性氨酯油

氨酯油是指將干性油與多元醇進行酯交換再與二異氰酸酯反應制成的一類高分子化合物的總稱。氨酯油分子中的不飽和雙鍵可在催干劑作用下于空氣中干燥固化。其主要用于制備涂料，形成的涂膜硬度高、耐磨性好、抗水抗堿性好。廣義的氨酯油則是指天然植物油改性聚氨酯的總稱，而水性氨酯油則是近些年比較熱門的一個研究方向，即將天然植物油和水性聚氨酯有效結合，旨在制備環保型的氨酯油涂料。

眾所周知，目前的環境以及資源問題日趨嚴重，這引起了全社會對于可再生資源的關注。而天然植物油由于廉價易得，且屬于綠色可再生資源，近年來被科研工作者越來越多地應用與推廣在多個領域。而對于水性聚氨酯這個原本就屬于環保型的材料而言，添加天然植物油改性，其優勢就更加凸顯。

天然植物油是一類天然的有機化合物，從化學概念上定義為混合脂肪酸甘油三酯的混合物。就一般天然油脂而言，其組分中除95%為甘三酯以外，還有極少含量且成分復雜的非甘三酯成分。由于脂肪酸在甘三酯分子中所占比重很大，所以對其化學和物理性質的影響起主導作用。將其作為一種改性劑對水性聚氨酯進行改性，可以在符合綠色環保的基礎上，有效地提高水性聚氨酯的綜合性能，擴大其應用領域。

植物油的種類繁多，性質多樣，主要包括以下幾種基本成分：①飽和高級脂肪酸，其分子長鏈上不存在不飽和鍵，故其化學性質穩定，難與空氣、氧化劑等發生化學反應；②單烯高級脂肪酸，其分子長鏈上存在一個不飽和碳碳雙鍵，具有較強的活性；③多烯高級脂肪酸，其分子長鏈上含有兩個或多個不飽和碳碳雙鍵，化學性質活潑，易與空氣、氧化劑發生氧化反應；④不干性油，在空氣中不能氧化結膜，加熱后不能凝膠固化；⑤半干性油，氧化后膠膜強度不高，成膜后仍具有部分可溶性；⑥干性油，可迅速在空氣中氧化成膜，且堅固耐水，不溶于有機溶劑。

目前，制備植物油改性水性聚氨酯的天然油脂主要有蓖麻油、亞麻油、大豆油、棕櫚油、棉籽油等。利用可降解的天然植物油為原料合成的聚合物材料，無論從經濟效益還是社會效益角度上來看，都不失為一個明智科學的選擇。天然植物油本身所具有的一些結構特征，也證實了用其改性水性聚氨酯的優勢所在[1]：①天然植物油中含有大量不飽和雙鍵，使得經過其改性的水性聚氨酯具有可光固化性，并且可以與丙烯酸酯類單體聚合，從而達到進一步改性，以制得性能更加優異的產品；②部分天然植物油為多羥基酯結構（如蓖麻油），與異氰酸根反應得到具有交聯結構的水性聚氨酯，有利于提高水性聚氨酯的耐水、耐熱以及力學性能；③植物油中的長鏈結構含有羥基、酯基以及雙鍵等具有反應活性的基團，可以使植物油的結構具備可操控性，以此對天然植物油進行功能化處理，制備出功能化的水性聚氨酯。綜上所述，天然植物油改性水性聚氨酯擁有諸多優勢與廣闊的應用前景，是水性聚氨酯改性的一個很好的發展方向。