环氧树脂改性聚氨酯乳液的研究进展
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向 。溶剂 型 聚氨酯 的使 用愈 来 愈 受 到 限制 ， 以水 为 分散 介质 的水 性 聚 氨酯 （ Ｕ） 为 近 年来 聚氨 酯 ＷＰ 成
树脂开发研究 的方向。聚氨酯涂料更趋于绿色环 保、 更趋于健康化， 使得聚氨酯涂料有了更加广泛的
应 用前 景 。
或自 乳化法制备聚氨酯乳液和环氧树／ ￥ 液， Ｉ Ｌ 然后 ￣
罗 建光 等 Ｌ］ 用 该 法 研 制 出 了环 氧 树 脂 改 性 １采 １ 聚氨 酯乳 液 ， 漆膜 的硬 度 、 水 性 、 化 学 性 等性 能 耐 耐 都有 了一定 的提 高 。
１ ２ 化 学 共 聚法 ．
液 的稳 定性 和涂 膜 的 断 裂 伸 长率 会 降 低 ； 氧树 脂 环 的环氧值 越低 ， 改性 聚氨 酯 乳 液 的稳 定 性 越 高 。用
足 阻碍 了它市 场 的进 一 步 扩大 ， 要对 其 进 行 改性 需 才 能发挥 其 潜 力 ［ 。 聚氨 酯 （ Ｕ） ２ 叫］ Ｐ 氨基 甲酸 树 脂 的简 称 ， 分子 中含 有 特 征单 元 结 构氨 基 甲酸酯 键 其 （ＮＨ— （．。由于 固化后 该 涂 层外 观美 观 ， 有 很 一 Ｃ）） 具 好 的装 饰性 ， 因其 具 有 良好 的柔 韧 性 、 弹性 、 又 高 耐
将两 者机 械搅拌 混合 ； 一 种 是 将 环 氧树 脂 加人 预 另 先制备 的含 亲水基 团 的聚 氨 酯预 聚 体 中 混合 搅 拌 ， 使 环氧 树脂在 其 中分散 均匀 。扩链后 可得 到环 氧改 性 的聚 氨酯乳 液 。 由于 聚氨酯分 子链 中的羧基 和聚
１ 环 氧 改性 聚 氨 酯
有 机结合 在一起 ， 得 良好 的增 韧效 果［ 。 取 ９ ］
本文 将重点 讨论 环氧 改性 聚氨酯 的研究 。由于
冲击、 耐腐蚀 、 耐磨 、 硬度大等特点 ， 早已被广泛的应
用 于汽 车业 、 航空业 、 船业 、 电业 、 轮 机 建筑业 以及装
潢业等领域 的外 观装饰和保护 中。但是其硬度较
单纯的 ＷＰ 乳液涂膜的耐水性差、 Ｕ 硬度低和 拉伸强度低 ， 在一些性能上还不能满足人们的需求 。
醚链段是亲水性的， 而环氧树脂是油性乳液， 所以此
二 者在 水 中乳 化 时 ， 聚氨 酯 分 子链 将 环 氧树 脂 包 覆
第 ３期
环 氧树 脂改 性聚 氨 酯乳液 的研 究进展
链从而形成网状结构 ， 从而改善涂膜的附着力、 拉伸
强度、 硬度和耐水性等。该方法包括物理共混法 和
化 学共 聚法 。 １ １ 物 理共 混法 ． 物理 共 混有 两 种方 法 ： 种 是分 别 用 外乳 化 法 一
为了遵循 日益增强的环保理念和 日 益严格的环 保法规 ， 聚氨酯涂料也以绿色、 健康、 环保为发展方
环氧树脂和聚氨酯在性能上具有一定的互补性［ 引， 通过相互复合改性 ， 可以使复合后的聚合物兼具有 这两类树脂的优异性能［ 。要改善水性 聚氨酯乳 ６ ］
液 及涂膜 性 能 、 扩大 水性 聚氨酯 的应 用范 围 ， 必须 就
对水性聚氨酯乳液进行适 当的改性， 环氧树脂 改性 是 目前研究较多的改性手段 。可以分别 以环氧树脂
低、 固含 量 低 、 自增 稠 性 差 、 耐化 学性 差 、 耐水 性 差 、 光泽 性和 耐热性 较 差 ， 故需 要 通 过 改性 获 得各 异 的
性能 。
环 氧树脂 的 羟基 （ＯＨ 基 团） 聚 氨 酯 的 异氰 酸 酯 一 和
基（ Ｃ － Ｏ基团） Ｎ 反应时可以将支化点引入 聚氨酯主
强。
‘
关键 词 ： 环氧树 脂
聚氨 酯
乳液
改性
进展
环氧树脂 （ Ｐ 树脂是含有环氧基团的高分子 Ｅ）
物。其优点很多 ， 如稳定性强、 粘结力高、 收Fra Baidu bibliotek率低 、 机械强度高、 模量高等［ ， １ 被广泛的应用于涂料 、 ］ 粘 结剂和复合材料基体 以及电子材料的浇注、 灌封等 领域。但是由于其性很脆 、 韧性低、 抗冲击性差等不
２ １
形 成一 种核 一 结 构 的乳胶 粒 ， 时 两种 树脂 的分 子 壳 此
聚氨酯 中的氨基 甲酸 酯基 反应 。这两 类反 应都 使 聚
合 物分 子链 增长 并形 成 多重交 联 的 网状结 构 。环 氧 树 脂添 加量 越 大 ， 液 的 固 含 量 越 大 ， 膜 的附 着 乳 涂 力 、 度 、 水性 、 硬 耐 耐溶 剂性 和 拉伸 强度 等越 大 ， 但乳
２ ０
四川化 工
第１ ３卷
２ １ 第 ３期 ００年
环 氧 树 脂 改 性 聚 氨 酯 乳 液 的研 究进 展
王 帅 谢建 良
（ 电子科技 大 学微 电子 与 固体 电子 学院 ， 四川成 都 ，１０４ ６０ ５）
摘 要
综述 了环 氧树脂 相互 改性 聚氨酯乳 液 的研 究进展 。环 氧树脂 改性 聚氨 酯乳液 的方法 包括 物理 共 混法 和化 学共 聚 ， 改性后 乳液 的固含 量提高 、 涂膜 的硬 度 和拉 伸 强度 增加 、 耐水 性 耐化 学 品性 增
和 聚氨酯 其 中一 种 为主体 ， 用另外 一种 来使 之改性 。 互穿 聚合 物 网络 （Ｐ 是 聚 合 物 改 性 的新 领 ＩＮ）
域， 近年来研究较多。聚氨酯和环氧树脂复合 ， 共混 形成 ＩＮ体 系。ＩＮ结构 的强迫互容与 协同效应 Ｐ Ｐ 使聚氨酯 的高弹性与环氧树脂 的良好耐热性粘接性
之 间并 没有 化 学键 的结 合 。Ｓ ｕｌ ｒ ， 阳 备 ｑ ｉｅ Ｐ 等口 制 ｌ Ｅ 酚 封端 的端 异氰 酸 酯基 聚氨 酯 预聚体 与 环氧 树脂 乳
液 混合 ， 加入 适量 的多胺 ， 过多胺 与 聚氨 酯预 聚 再 通
物 和环 氧树 脂 反应 ， 聚 氨 酯分 子 链 接 入 到 环 氧 树 将 脂分 子链 中 ， 到增 韧 环氧树 脂 的 目的 ， 达 但两 种乳 液 需要 分别 制 备 ， 并且 改性 效果 有 限 。
树脂开发研究 的方向。聚氨酯涂料更趋于绿色环 保、 更趋于健康化， 使得聚氨酯涂料有了更加广泛的
应 用前 景 。
或自 乳化法制备聚氨酯乳液和环氧树／ ￥ 液， Ｉ Ｌ 然后 ￣
罗 建光 等 Ｌ］ 用 该 法 研 制 出 了环 氧 树 脂 改 性 １采 １ 聚氨 酯乳 液 ， 漆膜 的硬 度 、 水 性 、 化 学 性 等性 能 耐 耐 都有 了一定 的提 高 。
１ ２ 化 学 共 聚法 ．
液 的稳 定性 和涂 膜 的 断 裂 伸 长率 会 降 低 ； 氧树 脂 环 的环氧值 越低 ， 改性 聚氨 酯 乳 液 的稳 定 性 越 高 。用
足 阻碍 了它市 场 的进 一 步 扩大 ， 要对 其 进 行 改性 需 才 能发挥 其 潜 力 ［ 。 聚氨 酯 （ Ｕ） ２ 叫］ Ｐ 氨基 甲酸 树 脂 的简 称 ， 分子 中含 有 特 征单 元 结 构氨 基 甲酸酯 键 其 （ＮＨ— （．。由于 固化后 该 涂 层外 观美 观 ， 有 很 一 Ｃ）） 具 好 的装 饰性 ， 因其 具 有 良好 的柔 韧 性 、 弹性 、 又 高 耐
将两 者机 械搅拌 混合 ； 一 种 是 将 环 氧树 脂 加人 预 另 先制备 的含 亲水基 团 的聚 氨 酯预 聚 体 中 混合 搅 拌 ， 使 环氧 树脂在 其 中分散 均匀 。扩链后 可得 到环 氧改 性 的聚 氨酯乳 液 。 由于 聚氨酯分 子链 中的羧基 和聚
１ 环 氧 改性 聚 氨 酯
有 机结合 在一起 ， 得 良好 的增 韧效 果［ 。 取 ９ ］
本文 将重点 讨论 环氧 改性 聚氨酯 的研究 。由于
冲击、 耐腐蚀 、 耐磨 、 硬度大等特点 ， 早已被广泛的应
用 于汽 车业 、 航空业 、 船业 、 电业 、 轮 机 建筑业 以及装
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单纯的 ＷＰ 乳液涂膜的耐水性差、 Ｕ 硬度低和 拉伸强度低 ， 在一些性能上还不能满足人们的需求 。
醚链段是亲水性的， 而环氧树脂是油性乳液， 所以此
二 者在 水 中乳 化 时 ， 聚氨 酯 分 子链 将 环 氧树 脂 包 覆
第 ３期
环 氧树 脂改 性聚 氨 酯乳液 的研 究进展
链从而形成网状结构 ， 从而改善涂膜的附着力、 拉伸
强度、 硬度和耐水性等。该方法包括物理共混法 和
化 学共 聚法 。 １ １ 物 理共 混法 ． 物理 共 混有 两 种方 法 ： 种 是分 别 用 外乳 化 法 一
为了遵循 日益增强的环保理念和 日 益严格的环 保法规 ， 聚氨酯涂料也以绿色、 健康、 环保为发展方
环氧树脂和聚氨酯在性能上具有一定的互补性［ 引， 通过相互复合改性 ， 可以使复合后的聚合物兼具有 这两类树脂的优异性能［ 。要改善水性 聚氨酯乳 ６ ］
液 及涂膜 性 能 、 扩大 水性 聚氨酯 的应 用范 围 ， 必须 就
对水性聚氨酯乳液进行适 当的改性， 环氧树脂 改性 是 目前研究较多的改性手段 。可以分别 以环氧树脂
低、 固含 量 低 、 自增 稠 性 差 、 耐化 学性 差 、 耐水 性 差 、 光泽 性和 耐热性 较 差 ， 故需 要 通 过 改性 获 得各 异 的
性能 。
环 氧树脂 的 羟基 （ＯＨ 基 团） 聚 氨 酯 的 异氰 酸 酯 一 和
基（ Ｃ － Ｏ基团） Ｎ 反应时可以将支化点引入 聚氨酯主
强。
‘
关键 词 ： 环氧树 脂
聚氨 酯
乳液
改性
进展
环氧树脂 （ Ｐ 树脂是含有环氧基团的高分子 Ｅ）
物。其优点很多 ， 如稳定性强、 粘结力高、 收Fra Baidu bibliotek率低 、 机械强度高、 模量高等［ ， １ 被广泛的应用于涂料 、 ］ 粘 结剂和复合材料基体 以及电子材料的浇注、 灌封等 领域。但是由于其性很脆 、 韧性低、 抗冲击性差等不
２ １
形 成一 种核 一 结 构 的乳胶 粒 ， 时 两种 树脂 的分 子 壳 此
聚氨酯 中的氨基 甲酸 酯基 反应 。这两 类反 应都 使 聚
合 物分 子链 增长 并形 成 多重交 联 的 网状结 构 。环 氧 树 脂添 加量 越 大 ， 液 的 固 含 量 越 大 ， 膜 的附 着 乳 涂 力 、 度 、 水性 、 硬 耐 耐溶 剂性 和 拉伸 强度 等越 大 ， 但乳
２ ０
四川化 工
第１ ３卷
２ １ 第 ３期 ００年
环 氧 树 脂 改 性 聚 氨 酯 乳 液 的研 究进 展
王 帅 谢建 良
（ 电子科技 大 学微 电子 与 固体 电子 学院 ， 四川成 都 ，１０４ ６０ ５）
摘 要
综述 了环 氧树脂 相互 改性 聚氨酯乳 液 的研 究进展 。环 氧树脂 改性 聚氨 酯乳液 的方法 包括 物理 共 混法 和化 学共 聚 ， 改性后 乳液 的固含 量提高 、 涂膜 的硬 度 和拉 伸 强度 增加 、 耐水 性 耐化 学 品性 增
和 聚氨酯 其 中一 种 为主体 ， 用另外 一种 来使 之改性 。 互穿 聚合 物 网络 （Ｐ 是 聚 合 物 改 性 的新 领 ＩＮ）
域， 近年来研究较多。聚氨酯和环氧树脂复合 ， 共混 形成 ＩＮ体 系。ＩＮ结构 的强迫互容与 协同效应 Ｐ Ｐ 使聚氨酯 的高弹性与环氧树脂 的良好耐热性粘接性
之 间并 没有 化 学键 的结 合 。Ｓ ｕｌ ｒ ， 阳 备 ｑ ｉｅ Ｐ 等口 制 ｌ Ｅ 酚 封端 的端 异氰 酸 酯基 聚氨 酯 预聚体 与 环氧 树脂 乳
液 混合 ， 加入 适量 的多胺 ， 过多胺 与 聚氨 酯预 聚 再 通
物 和环 氧树 脂 反应 ， 聚 氨 酯分 子 链 接 入 到 环 氧 树 将 脂分 子链 中 ， 到增 韧 环氧树 脂 的 目的 ， 达 但两 种乳 液 需要 分别 制 备 ， 并且 改性 效果 有 限 。