水性聚氨酯的制备及其干燥速率和热稳定性的研究

二 醇 （ Ｂ ， 均 相 对 分 子 质 量 均 为 １０ 广 东 佛 Ｐ Ａ） 平 ００， 山市顺 德粤港 大 地制漆 有 限公 司 ； 聚乙二 醇 （ Ｅ ， Ｐ Ｇ）
相 对 分子质 量 ４ ０ 广东 西陇 化 工 厂 ； 月 桂 酸 二丁 ０， 二
基锡 （ Ｂ Ｄ ）化学纯 ， ＤＴＬ， 上海 试 剂 一 厂 ； 酮 ， 析 丁 分
１ 实 验部分 １北 方化 玻 购 销 中心 ； 乙胺 （ Ｅ ， 天 三 Ｔ Ａ） 分析 纯 ， 州化学 试 剂 厂 ； 甘 醇 （ Ｅ ， 学 纯 ， 韩 广 二 Ｄ Ｇ） 化 南 湖 南石 化公 司 ； 丁二 醇 （ Ｄ ， Ｂ Ｏ） 化学 纯 ， 东 西 陇化 广 工 厂 ； 戊二 醇 （ Ｐ ， 新 Ｎ Ｇ）化学 纯 ， 国 Ｌ 韩 Ｇ。
通 讯 联 系人 ： 小 妹 ， 教授 ； 东 省 “ 五 ” 大 专 项 Ａ ０ ００ 。 王 副 广 十 重 ３３ ３ ２
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２ ６・
聚氨酯工业
第２ １卷
率及热 稳 定 性 。评 价 各 参 数 对 性 质 影 响 的 程 度 大 小 ， 表 １采 用正 交有 限元 统计 方 法 对 实 验进 行 设 见 ； 计 ， 表 ２ 见 。
是 影 响聚氨酯 水性 化 发 展 的一 个 重 要 指 标 ， 热稳 定
性
更 是 大多数 材料 在应 用时需 要必 备 的性 能 。 通 常在 研 究 水性 聚 氨酯 的性 能 时 ， 多数 是单 大
皮革业 、 粘合剂等领域具有广阔的应用前景 ， 使其成 为 了国 内外研 究 的热点 。在 国内外研 究 的水性 聚氨
宋 飞 王 小妹
（ 中山大学化 学与 化 学＿ｆ 院 Ｔ ｇ学 ＿
摘
广 州 ５０７ ） １２ ５
要 ：以异佛 尔酮二异 氰 酸酯 、 甲苯 二异 氰 酸 酯 、 酯 二 醇 、 醚二 醇 、 甘 醇 、 ， 一 聚 聚 二 １ ４ 丁二 醇 和 新
戊二 醇为主 要原料 ， 成 了聚 酯型和 聚醚 型的 水性 聚氨 酯 。用 红外 光谱 表 征 不 同原料 合 成材 料 的 合 结构 ， 测定其 干燥 速 率 ， Ｔ Ａ 曲线研 究其 热稳 定性 。运 用 正 交法 中的极 差 Ｒ 分析 各 因素 （ 氰 用 Ｇ 异 酸酯 类型 、 多元 醇 类型 、 聚 中和 度和扩 链 剂类型 ） 材料 干 燥速 率和 热稳 定 性 的影 响 程度 。 实验 结 对
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２０ ０ ６年 第 ２ 卷 第 ５期 １
２ ０ ． １２ ｏ ５ ０ ６ Ｖｏ． １ Ｎ ．
聚 氨 酯 工 业
Ｐ ＹＵＲ ＴＨＡＮ ＮＤ Ｔ ＯＬ Ｅ Ｅ Ｉ ＵＳ ＲＹ
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２ ・ ５
水 性 聚 氨 酯 的制 备及 其 干燥 速 率 和 热 稳定 性 的研 究 术
１ ２ 水 性聚 氨酯 乳液合 成 ．
异 佛尔 酮 二异 氰 酸酯 （Ｐ Ｉ 、 ， 一 羟 甲基 丙 ＩＤ ） ２ ２二
在装有搅拌器、 温度计及氮气保护装置的四颈 瓶 中 ， 实验 方案定 量加 入异 氰 酸酯 、 按 聚二 醇及催 化
剂 后 ， ８ ℃下 恒温反 应 １ ５ｈ 加 入 Ｄ Ａ和少 量 在 ０ ． ， ＭＰ
果表明： 材料干燥速率和热稳定性受二异氰酸酯类型的影响程度最大。 关键词 ：水性 聚氨 酯 ； 交设 计 ； 燥速 率 ； 正 干 热稳定性
水性 聚氨酯 由于具 有 环保 、 附着好 、 韧性好 及 柔 紫外 线 （ Ｖ） ｕ 稳定 性好 等 优 点 ， 油 墨 、 料 、 刷 、 在 涂 印
酸 （ ＭＰ ， 学 纯 ， 采 涂 料 化 学 品 有 限 公 司 ； Ｄ Ａ） 化 汇 甲 苯 二异 氰酸 酯 （ Ｄ ） 化学 纯 ， Ｔ Ｉ， 日本 武 田药 品工业 公
司 ； 四氢 呋喃 （ Ｔ Ｇ） 聚 己二 酸一 ， 一 聚 Ｐ ＭＥ 、 １ ４ 丁二 醇 酯
丁酮 继续反 应 １５ｈ 降温 至 ４ ℃后加 入 Ｔ Ａ 中和 、 ． ， ０ Ｅ 高速搅 拌使 其在水 中分散 乳 化 ， 入扩 链 剂 在 ６ ％ 加 ０ 下继 续反应 ０ ５ｈ 减 压蒸 出丁 酮 ， 到聚 氨酯乳 液 。 ． ， 得 本 实验 选择 异氰 酸酯用 量 、 多元 醇用 量 、 中和度 和扩链 剂用 量作 为影 响水性 聚氨 酯结 构 和性 能 的 ４ 个 因素指标 ， 并选 择 了 ３个 水平 测 量 材 料 的干 燥 速
表 １ 因 素 和 水 平 的 实 验 数 据
Ｃ Ｈ 伸 缩振 动 吸 收 峰 出现 ， 以 Ｐ — 所 Ｕ１在 １３ ７０
酯 中， 广泛采 用 的原料 有 甲苯 二异 氰酸 酯 （ Ｄ ） 异 ＴＩ、 佛 尔酮 二异氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ 、 己二 酸一，一 二醇 酯 ＩＤ ） 聚 １４丁 二 醇 （ Ｂ 、 四氢 呋喃 （ Ｔ Ｇ） 。干燥 速 率 ¨ Ｐ Ａ） 聚 Ｐ ＭＥ 等
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因素实验 ， 有综 合研 究 合 成 过 程 中众 多 因素对 材 没 料 干燥性 能及 热稳定 性 的影 响 。本 研究 采用 正交设 计（ ４因素 、 平 ） 成 了线 型水 性 聚氨 酯 ， 结构 ３水 合 其
如 下式 ：
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０ 七Ｒ ￣Ｃ Ｈ Ｒ Ｎ Ｏ（Ｒ ——＾ — ２ Ｏ Ｎ ｌ ＨＣ － ２ ０ １
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运 用红外 光 谱 （Ｒ） 析 聚氨 酯结 构 、Ｇ Ｉ 分 Ｔ Ａ测 定 其 热稳定 性 。研 究 不 同原 料 、 同 中和 度 即成 盐 百 不 分 率对 聚氨 酯结 构及性 能造 成 的影 响 。