阳离子亲水改性水性聚氨酯分散体

阳 离 子 亲 水 改 性 水 性 聚 氨 酯 分 散 体
朱 立 华 张 剑 秋 ２ ，
上海 ２ ０ ７ ） ０ ０ ２ （ ． 济 大 学 材料 科 学 与 工 程 学 院 ， 海 ２ ０ ９ ２ 上 海 大 学 环 境 与 化 学 工 程 学 院 ， １同 上 ０ ０ ２； ．
摘 要 ：用 聚 醚 ， ＤＩ １ ４ 丁 二 醇 和 三 乙 醇 胺 制 备 了 水 性 聚 氨 酯 ， 引 入 三 乙 醇 胺 作 为 阳 离 Ｔ ， ，一 并
作 者 简 介 ： 立 华 （ ９ ５） 女 ． 南 人 ， 济 大 学 讲 师 ， 士 朱 １５ ．， 河 同 硕
维普资讯 http://www.cqvip.com
建
筑
材
料
学
报
第 ５卷
其 中 的 叔胺 溶 于 水 时 形 成 季 铵 阳离 子 ． 然 ， 果 能 够 将 结 构 中 ＠ 位 的 Ｎ． 显 如 甲基 换 成 Ｎ一 乙 基 ， 羟 则
到 ７ ８之 间 时 ， 品 的 强 度 最 好 ． ５： 产
关 键 词 ：水 性 聚 氨 酯 ；三 乙 醇 胺 ；亲 水 基
中图 分 类 号 ： ２ ０６ ２
来自百度文库
文献标识码 ： Ａ
Ｃａ ｉ ｎｉ ａ ｌ ｙ ｏ ｔｏ ｃ ｌｙ Ｈ ｄｒ ｐｈｉｉ ｏ ｆｃ ｔｏ ｆ Ｗ ａ ｅ － ｒ ｌｃ Ｍ ｄｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｒ ｂｏ ｎｅ
加 入 适量 的 水将 固化 剂 （ ＡＱ＿０ ） 释 ， 后 与 聚 氨 酯 胶 乳 混 合 ， 拌 以 后 ， 匀 涂 抹 在 试 条 １０ 稀 然 搅 均
（ ． ｍ×２ ｍ） 面 ， 初 步 烘 干 （ ０。 下 ５ ｍｉ） 将试 条 互 相 粘 合 ； ２ ５ｃ ５ｃ 表 经 ７ Ｃ ｎ ， 干燥 ４ ８ ｈ后 ， 材 料 拉 力 试 在
２．Ｃ ｌ ｇ ｆＥ ｖｒｎ ｎ ｎ ｈ ｍｉａ Ｅｎ ｉｅｒｎ ，Ｓ ａ ｇ ａ ｉｅｓｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２，Ｃｈ ｎ ） ｏｌ ｅｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｇｎ ｅ ｉ ｅ ｇ ｈｎ ｈｉ Ｕｎｖ ｒｉｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ７ ２ ｉａ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｈ ｒ ｐ ｒ ｔｏｎ ｏ ａ ｅ — ｏｒ ｏ ｙｕ ｅ ｈａ ｒ ｏｌ ｅ ｈｅ ， ＴＤ Ｉ １， ｂｕ ａ ｅ ｏ ｎ ｒ— ｓｒ ｃ ： ｅ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｆｗ ｔ ｒｂ ｎｅ ｐ ｌ ｒ ｔ ｎｅ ｆｏｍ ｐ ｙ ｔ ｒ ， ４一 ｔ ｎ ｄｉｌａ ｄ ｔ ｉ ｅ ｈ ｎ ａ ｉ ｅ ｗａ ｔ ｄｉｄ． Ｔ ｈｅ ｗ ａ ｅ — ｏ ｎ ｏｌ ｕｒ ｔ ｎ ａ ｅ ｏｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｈ ｔ ｎ ｒ ｄｕ ｔｏｎ ｏ ｔ ａ ｏｌｍ ｎ ｓ ｓ ｕ ｅ ｔ ｒ ｂ ｒ ｅ ｐ ｙ ｅ ｈａ ｅ ｃ ｎ ｂ ｔ ｉ ｅ ｈｒ ｕｇ ｈｅ ｉ ｔ ｏ ｃ ｉ ｆ ｔ ａ ｉ ｃ ｇ ｏ ｓ ｉ ｈｅ ｐ ｙ ｅ ｈａ ｅ ｃ ｉ ｈｅ ｃ ｔｏｎｉ ｒ ｕｐ ｎ ｔ ｏｌ ｕｒ ｔ ｎ ｈａ ｎ． Ｉ ｈｉ ｒ ｉｌ ｈｅ ｆ ｃ ｏ ｓ ｗ ｈｉｈ ｈ ｖ ｆｅ ｔｏ ｈｅ ｓ ｎ ｔ ｓａ ｔｃｅ ｔ ａ ｔ ｒ ｃ ａ ｅ ｅ ｆ ｃ ｎ ｔ ｙｎ— ｔ ｓｓ ｏ ｈｅ ｐｒ ｐｏ ｙ ｅ ｎ ｕ ｌｔ ｈ ｈｅ ｉ ｆｔ ｅ ｌ ｍ ｒ ａ ｄ ｑ ａ ｉｙ ｏｆｔ ｅ ＰＵ ｍ ｕ ｓｏ ｒ ｌｏ ｄｉｃ ｓ ｄ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉｎ ａ ｅ ａｓ ｓ ｕｓ ｅ ｅ ｕｌｓ ｓ ｏｗ ｈａ ｈｅ ｔ ｔｔ ａ ｏｕ ｆｔ ｉｔ ｎ ｌ ｍ ｉ ｓａ ｇｒ ａ ｆｅ ｔｏ ｈｅｓ ａ ｌ ｙ ｏｆｔ ｍ ｕｌｉ ｍ ｎｔ ｏ ｒｅ ｈａ ｏ ａ ｎｅ ｈａ ｅ ｔｅ ｆ ｃ ｎ ｔ ｔ ｂｉ ｔ ｈｅ ｅ ｉ ｓｏｎ． Ｉ ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ａ ｏ ｔ ｆｔ ｅ ｒ ｔｏ ｏ ｈ ｍ ｕｎ
ｏ ｈ ｍｕｓｏ ｏ ｔ ａ ｆｔ ｅＡＱ一 ０ （ ｕ ｉｇ ａ ｅ ｔ ｓｂ ｔ ｅ ０ ８ ａ ｄ ７ ８，ｔ ｅｓ ｒｎ ｔ ｆｔ ｅ ｆｔ ｅ ｅ ｌ ｎ ｔ ｈ ｔｏ ｈ ｉ １ ０ ｃ ｒｎ ｇ ｎ ）ｉ ｅｗｅ ｎ １ ０： ｎ ５： ｈ ｔｅ ｇ ｈ ｏ ｈ
学 纯 ； 月 桂 酸 二 丁 基 锡 ： 学 纯 ； 酮 ： 析 纯 ． 粘 物 ： 乙烯 薄 膜 （ Ｅ） 聚 丙 烯 薄 膜 （ ＯＰ 、 二 化 丙 分 被 聚 Ｐ 、 Ｂ Ｐ） 铝
箔 （ ） 棉 布 等 均 为 工业 品 ． ＡＩ 、
１ ２ 聚 氨 酯 胶 乳 的 制 备 ．
预 聚体 ： 醚 ２ ０ 端 羟 基 聚 环 氧 丙 烷 ） 水 ， 三 颈 烧 瓶 中 与 ＴＤＩ２ ４ 甲苯 二 异 氰 酸 酯 ） １ ４ 聚 １（ 脱 在 （ ，一 、 ，一 丁二 醇反 应 ， 到 端 基 为 异 氰 酸 酯 的 预 聚 体 溶 液 ． 应 条件 ：０℃下 ３ｈ 得 反 ８ ．
Ｐｏ ｙ ｒ ｔ ｎ ｓ ｒ ｉ ｎ ｌ ｕ ｅ ｈａ ｅ Ｄｉｐｅ ｓ ｏ
ＺＨ Ｕ — ｕ ， Ｌｉ ａ ｈ
Ｚ ＨＡＮ Ｇ ｉｎ ｑ ｕ Ｊａ —ｉ
（ Ｓ ｈ ｏ ｆＭ ａｅｉｌ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅｒｎ １． ｃ ｏ ｌ ｔｒ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉｇ，Ｔｏ ａｌＵｎｖ ｒｉ ｏ ａ ｎ ｉｅｓｔ ｙ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２，Ｃｈｎ ； ｈ ｎ ｈｉ ０ ９ ２ ｉａ
子 亲 水 基 团 ， Ｐ 具 有 了 亲水 性 ． 论 了合 成 过 程 中的 一 些 影 响 因 素 和 胶 乳 的 稳 定 性 ． 使 ｕ 讨 结 果表 明 ： 乙醇胺 对胶 乳 的稳 定性 影 响很 大 ； 乳 和 固化 剂 （ 三 胶 ＡＱ一０ ） 质 量 比在 １ ０： １０ 的 ０ ８
ａ ｈ ｓｏ ｆｔ ｅ ｐ ｌ ｕ ｅ ｈ ｎ ｍ ｕ ｓ ｎ ｉ ｔ ｅ ｂ ｓ ． ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ｏ ｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｅ ｌｉ Ｓ ｈ ｅ ｔ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｗ ａ ｅ — ｏ ｎ ｏｌ ｕｒ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｔ ｒ ｂ ｒ ｅ ｐ ｙ ｅ ｈａ ｅ； ｔ ｉ ｔ ｎ ａ ｉ ｅ； ｈｙ ｏ ｒｅ ｈａ ｏｌｍ ｎ ｄｒ ｐｈｉｉ ｏ ｌｃ ｇｒ ｕｐ
团— — 阴 、 阳离 子 ， 后 直 接 乳 化 ， 聚 氨 酯 将 具 有 更 好 的性 能 指 标 ． 般 引 入 阴 离 子 以 后 ， 液 的 然 则 一 乳
稳 定 性 较 好 ， 阳 离 子 则 使 最 终 产 物 具 有 较 好 的 强 度 ＿ ． 而 ４ 阳离 子 基 团 见 诸 文 献 的 有 二 乙 醇 甲 胺 ， ’ 或 者 是 乙二 胺 和环 氧氯 丙 烷 的 加 成 物 等 等 ｌ ． ６ 以二 乙 醇 甲 胺 为 亲 水 基 团 的 产 物 的 亲 水 部 分 结 构 示 Ｊ
羟 基 可 以提 供 亲 水 性 ， 产 物 具 有 更 好 的乳 液 稳 定 性 ． 基 能 提 高 分 子 问 的作 用 力 ， 易 形 成 氢键 ， 使 羟 容
甚 至 生 成 新 的 交 联 点 ， 果 产 物 会 有 更 好 的附 着 力 和 强度 ． 结
１ 实 验 部 分
１ １ 原 料 和 试 剂 ．
例 如下
…
ｌ Ｃ ＿卜 ｃ ２ Ｈ 一 Ｈ ｍＣ ２ ｃ ｌ ＿Ｃ Ｈ 一ｃ ２ ｌ 一ｃ ２ Ｈ—０ —Ｎ …
—
Ｈ Ｏ
收 稿 日期 ：０ １ ｌ一８ ２ ０ 一 ｌ０ ；修 订 日期 ：０ ２０ —７ ２ ０ —４２
＠Ｃ ３ Ｈ
６
基 金 项 目 ： 海 市 教 委 自然 科 学 研 究 资 助 项 目 （ ０ ０ ４ 上 ２ ０ Ａ３ ）
端 羟 基 聚 环 氧 丙 烷 （ 醚 ２ ０ ： 均 相 对 分 子 质 量 为 １０ ０， 业 级 ， 上 海 高 桥 化 工 三 厂 生 聚 １ ）数 ０ 工 由
产； 固化 剂 （ ＡＱ一０ ） 工 业 级 ， １０ ： 日本 聚 氨 酯 工 业 株 式 会社 产 品 ； ， 一 苯 二 异 氰 酸 酯 （ ２ ４甲 ＴＤＩ ： 学 纯 ； ）化 １ ４ 丁二 醇 ： 学 纯 ； 乙 醇 胺 （ Ａ） 化 学 纯 ； 乙 醇 甲胺 ： 学 纯 ； 乙醇 胺 ： 学 纯 ； 乙 酸 ： ，－ 化 三 ＴＥ ： 二 化 二 化 冰 化
酸 酯 ） ＨＤＩ六 亚 甲基 二 异 氰 酸 酯 ） ｌ 、 （ 等 ０余 种 产 品 ｊ其 中 的脂 肪 类 二 异 氰 酸 酯 （ ， ＨＤＩ Ｉ ＤＩ ） ，Ｐ 等 抗
老化 性 能 好 ， 其 在 水 性 聚 氨酯 固化 过 程 中的 选 择 性 比较 好 ． 过 ， 虑 到 目前 溶 剂 型 聚 氨 酯 产 品 尤 不 考
主要 使 用 Ｔ 为 原料 ， 而 本 实 验仍 然 使 用 Ｔ ， 且 希 望 通 过 苯 环 提 供 的 刚 性 ， 高 聚 醚 聚 氨 酯 ＤＩ 因 ＤＩ并 提
的强 度 和 耐 热 性 ．
实 验 选择 了 阳 离 子 亲 水 剂 ＮＲ （ 乙醇 胺 、 乙 醇 胺 或 二 乙醇 甲胺 ） 虽 然 二 乙 醇 甲胺 只 有 ２个 三 二 ． 活 泼 氢 ， 三 乙醇 胺 和二 乙 醇胺 各 自具 有 ３个 活 泼 氢 ， 是 ， 配 方 设 计 时 （ 表 １ ， 以通 过 控 制 而 但 在 见 ）可
胶 乳 ： 乙醇 胺 （ 二 乙 醇 甲胺 、 乙 醇胺 等 ） 适 量 丙 酮 和 预 聚体 溶 液 回流 反 应 ３ｈ 产 物 用 冰 三 或 二 及 ， 乙酸 中 和 ， 转 入 高 速 搅 拌 机充 分 搅 拌 ， 水 混 合 ， 成 胶 乳 ． 并 与 生
１３ 试 样 制 备 和 测 试 ．
键 是 容 易 水解 的 基 团 ， 以对 水 性 聚 氨 酯 的 长 期 存 放 不 利 ． 醚 聚 氨 酯 的柔 顺 性 好 ， 水 解 ， 所 聚 耐 而且 价 格 也 比较 低廉 ． 二 异 氰 酸 酯 有 ＴＤＩ 甲 苯二 异 氰 酸 酯 ） ＭＤＩ二 苯 基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 ） Ｉ ＤＩ 异 佛 尔 酮 二 异 氰 （ 、 （ 、Ｐ （
验 机 上 ， １ ０ ｍｍ／ ｎ的 速 度 测 量 “ 型 剥 离 强 度 ． 以 ０ ｍｉ Ｔ”
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 原 材 料 及 亲 水 剂 的选 择 ． 聚 氨 酯 生 产 中常 用 的 端 羟 基 齐 聚物 有 聚 酯 、 醚 等 ． 酯 型 聚 氨 酯 的强 度 高 ， 接 力 好 ， 是 酯 聚 聚 粘 但
２ ０世 纪 ８ ０年 代 以来 ， 着 聚 氨 酯 在 建 筑 装 饰 等 领 域 的应 用 日趋 广 泛 ， 水 性 化 的 呼 声 也 越 来 随 其 越 高 ＿ｑ］ 聚 氨 酯 可 由聚 氨 酯 溶 液 外 加 乳 化 剂 ， 行 在 水 中乳 化 后 使 用 ， 样 可 以 减 少 溶 剂 的 使 用 １ ． 强 这 和 污 染 ， 力 学性 能 稍 差 ， 般 仅 用 于 织 物 及 皮 革 的表 面 处 理 ． 果 在 聚 氨 酯 分 子 内部 接 入 亲 水 基 但 一 如
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 ５卷 第 ４期
２０ 年 １ ０２ ２月
建
筑
材
料
学
报
Ｖｏ ． １ ５，Ｎ ｏ． ４
Ｄｅｃ．， ００２ ２
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＢＵＩ ＤＩ Ｌ ＮＧ ＡＴＥ ＡＬＳ Ｍ ＲＩ
文 章 编 号 ： ０ ７ ９ ２ （ ０ ２ ０ — ４ ５０ １ ０ —６ ９ ２ ０ ）４０ ０ —４