第5章　水性氨酯油

氨酯油是指将干性油与多元醇进行酯交换再与二异氰酸酯反应制成的一类高分子化合物的总称。氨酯油分子中的不饱和双键可在催干剂作用下于空气中干燥固化。其主要用于制备涂料，形成的涂膜硬度高、耐磨性好、抗水抗碱性好。广义的氨酯油则是指天然植物油改性聚氨酯的总称，而水性氨酯油则是近些年比较热门的一个研究方向，即将天然植物油和水性聚氨酯有效结合，旨在制备环保型的氨酯油涂料。

众所周知，目前的环境以及资源问题日趋严重，这引起了全社会对于可再生资源的关注。而天然植物油由于廉价易得，且属于绿色可再生资源，近年来被科研工作者越来越多地应用与推广在多个领域。而对于水性聚氨酯这个原本就属于环保型的材料而言，添加天然植物油改性，其优势就更加凸显。

天然植物油是一类天然的有机化合物，从化学概念上定义为混合脂肪酸甘油三酯的混合物。就一般天然油脂而言，其组分中除95%为甘三酯以外，还有极少含量且成分复杂的非甘三酯成分。由于脂肪酸在甘三酯分子中所占比重很大，所以对其化学和物理性质的影响起主导作用。将其作为一种改性剂对水性聚氨酯进行改性，可以在符合绿色环保的基础上，有效地提高水性聚氨酯的综合性能，扩大其应用领域。

植物油的种类繁多，性质多样，主要包括以下几种基本成分：①饱和高级脂肪酸，其分子长链上不存在不饱和键，故其化学性质稳定，难与空气、氧化剂等发生化学反应；②单烯高级脂肪酸，其分子长链上存在一个不饱和碳碳双键，具有较强的活性；③多烯高级脂肪酸，其分子长链上含有两个或多个不饱和碳碳双键，化学性质活泼，易与空气、氧化剂发生氧化反应；④不干性油，在空气中不能氧化结膜，加热后不能凝胶固化；⑤半干性油，氧化后胶膜强度不高，成膜后仍具有部分可溶性；⑥干性油，可迅速在空气中氧化成膜，且坚固耐水，不溶于有机溶剂。

目前，制备植物油改性水性聚氨酯的天然油脂主要有蓖麻油、亚麻油、大豆油、棕榈油、棉籽油等。利用可降解的天然植物油为原料合成的聚合物材料，无论从经济效益还是社会效益角度上来看，都不失为一个明智科学的选择。天然植物油本身所具有的一些结构特征，也证实了用其改性水性聚氨酯的优势所在[1]：①天然植物油中含有大量不饱和双键，使得经过其改性的水性聚氨酯具有可光固化性，并且可以与丙烯酸酯类单体聚合，从而达到进一步改性，以制得性能更加优异的产品；②部分天然植物油为多羟基酯结构（如蓖麻油），与异氰酸根反应得到具有交联结构的水性聚氨酯，有利于提高水性聚氨酯的耐水、耐热以及力学性能；③植物油中的长链结构含有羟基、酯基以及双键等具有反应活性的基团，可以使植物油的结构具备可操控性，以此对天然植物油进行功能化处理，制备出功能化的水性聚氨酯。综上所述，天然植物油改性水性聚氨酯拥有诸多优势与广阔的应用前景，是水性聚氨酯改性的一个很好的发展方向。