Page 23 - 《精细化工》2023年第12期

第 40 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.40, No.12
2 023 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2023

综论
生物基聚氨酯乳液的研究进展

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庄 雨 ，彭刚阳 ，段晓俊 ，朱延安 ，瞿金清
（1. 华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州 510641；2. 嘉宝莉化工集团股份有限公司，广东 江门
529085）
摘要：聚氨酯乳液由于性能优异已广泛应用于建筑、皮革、金属防腐等领域的涂装与防护。现有聚氨酯乳液大
多为石油基产品，出于可持续发展的需要，伴随生物基原料的快速发展和大规模商业化，生物基聚氨酯乳液获
得快速发展。该文综述了合成聚氨酯乳液的生物基原料和助剂，包括生物基异氰酸酯、多元醇、扩链剂、丙烯
酸（酯）单体以及其他生物基原材料，同时分析了木质素基、植物油基、非天然单体以及其他生物基聚氨酯乳
液的新进展，指出了生物基聚氨酯乳液面临的主要问题，包括原材料供应不足、成本高和产物性能差等，展望
了生物基聚氨酯乳液在无溶剂、高生物基含量和多功能等产品的发展前景。
关键词：生物基聚氨酯乳液；研究进展；涂料；应用
中图分类号：TQ323.8；O648.23 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 12-2565-12

Research progress on bio-based polyurethane emulsions

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ZHUANG Yu , PENG Gangyang , DUAN Xiaojun , ZHU Yan'an , QU Jinqing
（1. School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, Guangdong,
China; 2. Carpoly Chemical Group Co., Ltd., Jiangmen 529085, Guangdong, China）
Abstract: Polyurethane emulsions have been widely used in painting and protection in construction, leather,
metal anti-corrosion and other fields due to their excellent performances. Most of the existing polyurethane
emulsions are petroleum-based products. With the need for sustainable development as well as the rapid
development and large-scale commercialization of bio-based raw materials, bio-based polyurethane
emulsions have achieved rapid development. Herein, bio-based raw materials and additives for the synthesis
of polyurethane emulsions, including bio-based isocyanates, polyols, chain extenders acrylic acid (acrylate)
monomers and other modified raw materials were reviewed. Recent progress on lignin-based, vegetable
oil-based, unnatural monomer bio-based and other bio-based polyurethane emulsions was analyzed. Main
problems faced by bio-based polyurethane emulsions, including insufficient raw material supply, high cost
and poor product performance were discussed. Development directions of bio-based polyurethane
emulsions in solvent-free, high bio-based content and multi-functional products were prospected.
Key words: bio-based polyurethane emulsions; research progress; coating; application

可持续发展和长期战略规划的需要促使人类开 生物基材料的研发 [4-5] 将是今后的热点和重点。
发利用生物基材料。依赖化石原料制备的材料不可 生物基聚合物 [6] 是指至少一部分来自生物质
持续，材料的价格受原油价格影响大，并伴有环境 （即植物、动物、真菌或细菌）的聚合物。生物基
问题。有关法律和政策 [1-2] 对于使用生物基材料的支 聚合物的制备主要有两种策略：一是使用天然单体，
持与鼓励推动着生物基材料的发展。根据经济合作 如淀粉、木质素或天然单体（如植物油），存在反应
与发展组织的预测，全球将至少有 20%（约 8000 活性较差的问题，需要进行各种改性；二是从生物
[3]
亿美元）的石化产品可由生物基产品替代 。因此， 质原料出发合成生物基单体，再合成生物基聚合物。

收稿日期：2022-12-20; 定用日期：2023-03-02; DOI: 10.13550/j.jxhg.20221161
基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFB3806404）
作者简介：庄 雨（1999—），男，硕士生，E-mail：1992004852@qq.com。联系人：瞿金清（1970—），男，教授，E-mail：cejqqu@scut.edu.cn。