【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料，具体涉及一种生物基无氟防水剂及其制备方法。
技术介绍
1、化石原料（煤、石油、天然气）的使用，把地球亿万年固化的碳重新释放到大气中，累积形成温室效应。气候变化以及相应的温室气体减排需求意味着人类必须转变思路。更完美的解决方案就是生物基产品替代化石原料。植物通过光合作用从空气中吸收二氧化碳。若我们在制造中使用这种来自植物或微生物质的碳，便能将二氧化碳从环境中去除，同时确保不干扰天然生物碳循环。石油不会完全被替代，但仅仅替代部分石油，我们便能极有效地减少碳足迹。据美国《生物质技术路线图》规划，2030年生物基化学品将替代25%有机化学品和20%的石油燃料；据欧盟《工业生物技术远景规划》规划，2030 年生物基原料替代6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品由生物基制造；我国规划未来现代生物制造产业产值超1万亿元，生物基产品在全部化学品产量中的比重达到25%。近些年，发展迅猛，关键技术不断突破，产品种类速增，产品经济性增强，正在成为产业投资的热点，显示出强劲的发展势头。我国也制定了相应的国家标准，gb/t 39514—2020《生物基材料定义、术语和标识》。标准的制定，将规范生物基材料的定义、术语和标识，是生物基材料标准体系的重要组成部分，将极大地推动生物基材料的发展。随着三大经济体政策上的推进，全球碳减排进程开始加速。个人和行业正在寻找减少其环境足迹的方法，未来几年对生物基化学品的需求将强劲增长。新材料行业内，生物基产品和加工助剂的份额不断增长。与化石原料合成的材料相比，生物基产品能有效帮助二氧化碳减排。
2、防水剂是一种功能性整理剂，经防水剂整理过的织物具有拒水性能，广泛用于户外运动服装、雨伞、帐篷等领域。传统的防水剂一般为全氟烷基丙烯酸酯聚合物乳液，如中国专利申请cn105777977a公开了一种含氟织物防水剂，由以下质量百分比的原料组成：全氟烷基乙基丙烯酸酯6％～14％、丙烯酸树脂9％～17％、八甲基四硅氧烷9％～13％、羧甲基纤维素1％～5％、聚乙烯醇5％～13％、交联单体1％～9％、表面活性剂0.2％～0.5％、引发剂0.5％～0.9％、去离子水60％～70％。中国专利申请cn111321595a公开了一种耐恶劣环境整理的防水剂的制备方法，包括以下步骤：s1)在86.2％-63.1％的普通防水剂a中加入10％-30％特殊防水剂b；s2)加入3％-5％的异丙醇；s3)边搅拌边加入0.5％-1.2％脂肪醇聚氧乙烯醚；s4)边搅拌边加入0.3％-0.7％的稳定剂c，搅拌均匀后制得新型防水剂；其中，a为全氟烷基丙烯酸酯共聚物，b为全氟烷基丙烯酸酯共聚物，c为烷基磷酸盐和脂肪醇乙氧基类化合物。虽然这类防水剂防水防油性能优异，耐洗性优良，而且成本较低。但含氟防水剂存在pfos、pfoa等对环境有严重污染的物质，已被限制使用。
3、目前含氟防水防油剂已明确在2020年全面禁止使用。无氟防水剂具有防水性能好，环境污染少的优点，是相关领域的研究热点。但是，现有技术普遍使用基于石化原料生产无氟防水剂，使用石化原料生产无氟防水剂会带来碳排放问题。而且目前的无氟防水剂还存在耐洗性不足的问题。高耐洗性无氟防水剂是各种功能性纺织品的整理必不可少的功能性整理剂，因此开发一种低环境危害且具有高耐洗性的无氟防水剂迫在眉睫。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种生物基无氟防水剂及其制备方法。本专利技术生物基无氟防水剂以天然、非食物链、每年可再生的生物基材料为主要原料，能有效减少碳排放，为全球温室气体减排计划作出积极贡献。本专利技术提供的生物基无氟防水剂是一种具有高耐洗性等优点的新型环保型无氟防水剂产品。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种生物基无氟防水剂，包括以下原料及其质量份数：拒水性聚合物150-200份，乳化剂25-35份，水400-500份；所述拒水性聚合物为生物基腰果酚二聚体和生物基脂肪族异氰酸酯在催化剂作用下反应得到。
4、本专利技术使用生物基腰果酚合成的二聚酚原料（生物基腰果酚二聚体）与生物基脂肪族异氰酸酯嵌段共聚形成聚氨酯结构聚合物作为生物基无氟防水剂主要成分，解决了现有技术普遍使用基于石化原料生产无氟防水剂带来的碳排放问题。腰果酚结构如下式1所示。腰果酚的苯环上有15个c的长碳链，碳链上还有不饱和双键，两个腰果酚分子通过远离苯环的不饱和双键加成反应，形成二聚酚，这样，二聚酚之间就有了30个c的长碳链连接，这个具有30个c的长碳链，具有很好的拒水性能，能够显著提高防水剂的防水性能。
5、。
6、式1
7、而且，本专利技术所得生物基腰果酚二聚体具有较好的柔软性能，将其应用于生物基无氟防水剂中，可以使防水剂具有很好的柔软性。在此基础上，本专利技术通过二聚酚单体与生物基异氰酸酯聚合，形成聚氨酯结构的拒水性聚合物作为本专利技术防水剂的成分，聚氨酯结构具有活性的异氰酸酯官能团，在应用于织物的防水整理时，异氰酸酯官能团与织物表面的羟基、氨基等基团发生交联反应，形成共价键结合，因此具有很好的耐洗性能。
8、进一步地，所述的生物基无氟防水剂，包括以下原料及其质量份数：拒水性聚合物170.2份，乳化剂30份，水450份。
9、进一步地，所述生物基腰果酚二聚体为两个腰果酚通过加成聚合反应得到。
10、进一步地，所述生物基腰果酚二聚体的制备方法为：在生物基腰果酚中加入酸性白土、碳酸锂，升温至220-240℃，保温3-5小时，降至室温，压滤，得到生物基腰果酚二聚体半成品；将所得生物基腰果酚二聚体半成品抽真空，升温，进行减压蒸馏，釜内剩余的液体，即提纯后的生物基腰果酚二聚体。
11、本专利技术所得生物基腰果酚二聚体可以很好的与二异氰酸酯聚合形成聚氨酯类高分子物质，也就是本专利技术所述的防水剂成分，提高防水、耐洗涤性能。
12、进一步地，所述生物基腰果酚、酸性白土和碳酸锂的质量比为80-120：10-15：0.3-0.7。
13、进一步地，所述生物基腰果酚、酸性白土和碳酸锂的质量比为100：12：0.5。
14、进一步地，所述生物基脂肪族异氰酸酯为生物基1,5-五亚甲基二异氰酸酯。
15、进一步地，所述拒水性聚合物的制备方法为：向生物基腰果酚二聚体中加入溶剂、催化剂，通入氮气，升温至65-90℃，滴加生物基脂肪族异氰酸酯，滴加完毕后，保温反应，降至室温，即得。
16、进一步地，所述催化剂为有机铋催化剂，所述溶剂为丙酮。
17、更进一步地，所述催化剂为有机铋催化剂coscat® 83。
18、进一步地，所述生物基腰果酚二聚体、生物基脂肪族异氰酸酯和催化剂的质量比为80-120：45-55：0.001-0.003。
19、进一步地，所述生物基腰果酚二聚体、生物基脂肪族异氰酸酯和催化剂的质量比为100：52.2：0.0025。
20、进一步地，所述乳化剂包括腰果酚聚氧乙烯醚和十八烷基三甲基氯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物基无氟防水剂，其特征在于，包括以下原料及其质量份数：拒水性聚合物150-200份，乳化剂25-35份，水400-500份；所述拒水性聚合物为生物基腰果酚二聚体和生物基脂肪族异氰酸酯在催化剂作用下反应得到。
2.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基腰果酚二聚体为两个腰果酚通过加成反应得到。
3.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基腰果酚二聚体的制备方法为：在生物基腰果酚中加入酸性白土、碳酸锂，升温至220-240℃，保温3-5小时，降至室温，压滤，得到生物基腰果酚二聚体半成品；将所得生物基腰果酚二聚体半成品抽真空，升温，进行减压蒸馏，釜内剩余的液体，即提纯后的生物基腰果酚二聚体。
4.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基脂肪族异氰酸酯为生物基1,5-五亚甲基二异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述拒水性聚合物的制备方法为：向生物基腰果酚二聚体中加入溶剂、催化剂，通入氮气，升温至65-90℃，滴加生物基脂肪族异氰酸酯，滴加完毕后，
6.如权利要求5所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述催化剂为有机铋催化剂，所述溶剂为丙酮。
7.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基腰果酚二聚体、生物基脂肪族异氰酸酯和催化剂的质量比为80-120：45-55：0.001-0.003。
8.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述乳化剂包括腰果酚聚氧乙烯醚和十八烷基三甲基氯化铵，所述乳化剂中腰果酚聚氧乙烯醚和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为15-25：7-10。
9.如权利要求1-8任一项所述的生物基无氟防水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的生物基无氟防水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2分散乳化时分散乳化速度为2500-3500转/分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基无氟防水剂，其特征在于，包括以下原料及其质量份数：拒水性聚合物150-200份，乳化剂25-35份，水400-500份；所述拒水性聚合物为生物基腰果酚二聚体和生物基脂肪族异氰酸酯在催化剂作用下反应得到。
2.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基腰果酚二聚体为两个腰果酚通过加成反应得到。
3.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基腰果酚二聚体的制备方法为：在生物基腰果酚中加入酸性白土、碳酸锂，升温至220-240℃，保温3-5小时，降至室温，压滤，得到生物基腰果酚二聚体半成品；将所得生物基腰果酚二聚体半成品抽真空，升温，进行减压蒸馏，釜内剩余的液体，即提纯后的生物基腰果酚二聚体。
4.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述生物基脂肪族异氰酸酯为生物基1,5-五亚甲基二异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的生物基无氟防水剂，其特征在于，所述拒水性聚合物的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：马继东，李庆文，凌云，吴梓铭，赵冬梅，
申请(专利权)人：珠海华大浩宏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。