蓖麻油硅氧烷双重交联改善水性聚氨酯的耐水性
硅氧烷改性水性聚氨酯(2)
时 ，随 Ｋ ５０量的增 多，乳液胶膜 强度 先增后减 ，断裂伸 Ｈ５
多，对 Ｐ ｕ主链结构的影响不很 大 ；硅氧烷是一柔性聚合 长率 降低 。当其含量 由 ０增至 １ ％ 胶膜抗张强度 由 １ ０ 时， ８
Ｐ一 Ｕ０ Ｐ一 ｕ１ Ｐ ｕ １
０ ０ ． ５ ｌ ・ ０
１９ ． ２ Βιβλιοθήκη ２ ． ４ ２０ ． ３２２ ０７ ２２ ０８ ２３ ＯＯ
基 量 ２（Ｐ ） 麻 含 为 ， 液 ；； 含 为・ＤＡ 、 油 量 ｌ时 乳 稳 ｕ Ｏ Ｍ￣ 蓖 ％ ５ ％ Ｕ －
定性 良好 ，成膜 物透 明、柔软、性能 良好。固含量为 ２ ％ ０。 由Ｎ Ｓ扩链的乳液具有较高的表观黏度 ， 胶膜 吸水率低（０ ２％ 以下） ，对水 的表面接触 角为 １ ３ ，而当采 用 Ａ 一 ０。 ／ － 氨乙 基 一ｙ 氨丙基 甲基二甲氧基硅烷时 ，其值 为 ７。 一 ７ 。说 明长 Ｐ ２ ｔ Ｊ
表 ３Ｐ ｉＷＰ Ｓ Ｕ胶膜 的 力学性 能
—
氨基硅烷 质量分 数／ 抗张强度 Ｐ 断裂伸长率／ ％ ａ ％
随 Ｎ 用量增多 ，乳胶粒 的粒径增大 ，且分布变宽。 Ｓ 这是 由于 Ｎ 多，共聚 物 增大 ，反应不均匀造成 的。 Ｓ增 制成 品胶膜透 明、 有光泽、 均匀 ， 具有优 良韧， 。当一 Ｃ Ｐ Ｅ ∞Ｈ
，
１２ 以端氨 基形 式作 扩链 剂 引入 ・
（ ）在织物整理过程 中，利 用 Ｐ １ｗ Ｕ分子 中表面能 １ ｓ～ Ｐ 低 的 Ｐ１ ｓ 链段可 向织物 表面迁移 富集 ， Ｐ 链 段靠 近织物 ， 而 ｕ 通过氢键和化学键 与织物 紧密胶接 ，可达到兼具 良好疏水 性和 与织物胶接性 的目的。高传花等人 合成 了端氨烃基 Ｐ ｉＥ Ｓ ￣ Ｉ （Ｓ ， 以此 为扩链 剂 ， Ｎ） 并 制备 Ｐ ｉＷ Ｕ嵌段共聚 Ｓ－ Ｐ
蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能
蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能何蕾;杨隽;涂洁;杨亮亮;匡志娟【摘要】采用蓖麻油(C.O.)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应合成了水性聚氨酯(WPU)分散体,研究了n(-NCO)/n(-OH)、DMPA含量对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响.实验表明:当n(-NCO)n(-OH)为2.2:1,DMPA添加量为7.0%,反应温度为70℃,乳化温度为30℃时合成的水性聚氨酯涂料具有优良的成膜性,较高的硬度、良好的柔韧性和较好的疏水性.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】4页(P79-81,110)【关键词】蓖麻油;水性聚氨酯;水性涂料【作者】何蕾;杨隽;涂洁;杨亮亮;匡志娟【作者单位】武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TG146.1图1 水性聚氨酯分散体的合成过程Fig.1 Synthesis route of waterbornepolyurethane dispersions0 引言水性聚氨酯涂料以水为介质，是一种无毒、不燃、不污染空气和水源的新型涂料，已成为世界聚氨酯材料研究的热点[1-2]．蓖麻油分子结构中带有羟基，平均官能度为2.7，采用蓖麻油作为水性聚氨酯树脂的软链段能提高涂膜的机械性能[3]．蓖麻油分子中长链非极性脂肪酸链使涂膜具有良好的疏水作用，同时赋予涂层良好的柔韧性和耐曲挠性．本研究以C.O.为原料合成了高度自交联的聚氨酯水分散液，该产品乳液外观较好，漆膜性能良好．1 实验部分1.1 原料与试剂蓖麻油(C.O.)，AR，天津市标准科技有限公司；2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)，AR，武汉市江北化学试剂有限责任公司；二羟甲基丙酸(DMPA)，AR，济南裕兴精细化工有限公司；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，AR，上海盈元化工有限公司；三乙胺(TEA)，AR，上海金山亭新化工试剂厂；丙酮，AR，天津市东丽区天大化学试剂厂．1.2 水性聚氨酯的合成在干燥氮气保护下，将C.O.和TDI加入到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的250 mL四口烧瓶中，在70 ℃反应1 h，将含DMPA的NMP溶液加到四口烧瓶中继续反应1 h，得到聚氨酯预聚体．将预聚体冷却至30 ℃后添加丙酮稀释，然后加入三乙胺的去离子水使溶液乳化，真空脱去丙酮得到聚氨酯分散体，其合成工艺如图1所示．1.3 性能测试与表征粒度分析:采用Nicomp380/ZLS纳米粒度分析仪进行;黏度测试:采用NDJ-8S型数字旋转黏度计测定;接触角测试:采用SL200B型接触角测定仪进行;漆膜弹性测试:采用柔韧性测定器，参照GB/T1731-93漆膜柔韧性测定法进行测试;漆膜铅笔硬度测试:采用涂料铅笔硬度划痕仪，参照GB/T6739-1996漆膜硬度铅笔测定法进行测定[4];漆膜冲击实验:采用漆膜冲击实验器，参照GB/T1732-1993漆膜耐冲击性测定法进行测试．2 结果与讨论图2为水性聚氨酯的红外光谱图．在2 930 cm-1和2 850 cm-1处为蓖麻油脂肪酸分子链上的甲基和亚甲基伸缩振动峰，在3 300 cm-1和1 560～1 520 cm-1处出现N—H的特征吸收峰，同时2 275 cm-1处—NCO特征峰的消失，表明异氰酸根与羟基完全反应．1 740 cm-1处为酯基中羰基特征吸收峰，1 630～1 560 cm-1处为羧酸盐的特征峰．以上峰值很好的说明了生成了水性聚氨酯[5]．图2 蓖麻油基水性聚氨酯的红外光谱图Fig.2 FT-IR spectra of castor oil based waterborne polyurethane2.1 反应时间的影响反应过程主要由合成预聚体反应，扩链反应和乳化反应三个阶段组成，影响反应的主要为合成预聚体反应时间和扩链反应时间，见表1．表1 反应时间对产品性能的影响Table 1 Effect of reaction time on properties of emulsion and the film预聚体合成时间/h扩链反应时间/h预聚体效果分散体效果0.50.5黏度小,流动性好乳白色,几乎无黏度1.01.0黏度稍大,能缓慢流动乳白色,流动性好1.51.5黏度大,很难流动淡黄色,不易流动2.02.0极易凝胶,胶体黏度大黏度过大无法分散由表1可知，随着预聚体合成时间增加(大于2 h)，预聚体极易凝胶，因为在反应合成预聚体的过程中，过量的异氰酸根之间相互反应，产生交联，同时扩链后产生的脲基也可与异氰酸根反应，形成胶体状物质．反应时间过短(小于0.5 h)，则反应不充分，残余大量的—NCO，体系黏度小．本实验得出最佳合成预聚体和扩链的反应时间均为1 h．2.2 反应温度的影响本实验主要讨论了聚合反应温度和乳化反应温度的影响．由表2可知，反应温度过高(80 ℃)时，反应速率常数大，反应活性大，极易凝胶；而当反应温度过低(60 ℃)时，异氰酸根和羟基之间未得到充分反应，过量的-NCO 导致水乳化时难以形成稳定均匀的乳液．本实验的最佳聚合反应温度为70 ℃．表2 聚合反应温度对反应的影响Table 2 The effect of temperature at the initial stage of reaction聚合反应温度/℃体系黏度变化乳化情况60 较小凝胶70略有变大,加丙酮调节半透明乳液80 爬杆无法乳化在适宜的反应条件下聚合所得的聚氨酯，会因为乳化时温度的不同而呈现很大的差异．表3研究了在不同的乳化温度下的分散情况．乳化过程中，以溶有三乙胺的去离子水为乳化剂，借助强力机械分散，经剪切力作用，使聚氨酯预聚体分散在水中形成聚氨酯乳液分散体，在乳化分散过程中，应注意乳化温度对分散体的影响．由表3可知，在反应温度70 ℃下乳化时，预聚体形成凝胶与水相完全分离，无法进行分散．在45 ℃时，乳化效果较差，产品不稳定．随着温度的降低，聚氨酯预聚体黏度增大，因此在较低温度(15 ℃)下乳化时，乳化之前聚氨酯预聚体黏度已经过大，很难均匀的分散在水相中．由表3可知，本实验条件下的最佳乳化温度为30 ℃．表3 乳化温度对反应的影响Table 3 The effect of temperature at emulsification stage乳化温度/℃乳化效果储存稳定性/d15难以分散/30半透明乳液6045颗粒较大770乳化失败/2.3 DMPA的含量对粒度的影响图3是DMPA含量不同的条件下制备的样品对应的平均粒径图．从图中可以看出，随着DMPA含量的增加，乳液粒子粒径减小．分析原因如下：平均胶粒粒径受许多因素制约，但是最主要的因素是亲水基团含量[6-8]．羧基含量越大，亲水性越强，越容易乳化，溶液中水分子进入聚氨酯分子链间的速度越快，乳化形成乳胶粒所需时间就越短，因此每个乳胶粒子形成的时间间隔就越小，乳胶粒子的粒径越小．图3 DM PA含量对水性聚氨酯乳液粒度的影响Fig.3 The effect of the content of DM PA on particle size of waterborne polyurethane emulsion2.4 n(—NCO)/n(—OH)对漆膜性能的影响聚氨酯分子链是由软链段和硬链段按一定比例组成的，软链段是蓖麻油基，硬链段则是由异氰酸酯扩链形成的．增加软链段可使成膜柔软，增加硬链段的含量，可以使漆膜具有较好的硬度和刚性．蓖麻油中长脂肪链可显著地提高水性聚氨酯漆膜的疏水性．本实验研究了n(—NCO)/n(—OH)对涂膜硬度、柔韧性、冲击强度、接触角和涂膜的外观等性质的影响．从表4可以看出，水性聚氨酯涂膜有较好的柔韧性，在—NCO和—OH不同的配比下，涂膜的柔韧性都能达到1 mm．随着n(—NCO)/n(—OH)增大，水性聚氨酯涂膜的铅笔硬度总体呈增大趋势，并且涂膜均可达到较高的抗冲击强度．水性聚氨酯的接触角随着的n(—NCO)/n(—OH)的增加，接触角变小，说明了水性聚氨酯的疏水性变差．原因如下：一是随着n(—NCO)/n(—OH)增加，反应中—NCO基团的含量增加，过量的—NCO基团会与水中的—OH反应，形成脲键；二是由于反应单体的比例增加，亲水性扩链剂DMPA也增加了．因此随着n(—NCO)/n(—OH)的增加，水性聚氨酯的亲水性增强．综合表4中的涂膜外观和性能测试结果得到本实验n(—NCO)/n(—OH)的最佳比为2.2．表4 n(—NCO)/n(—OH)对乳液及涂膜性能的影响Table 4 The effect of n(—NCO)/n(—OH) on properties of emulsion and the filmn(—NCO)/n(—OH)冲击强度/(cm/kg)铅笔硬度柔韧性/mm接触角θ/(°)涂膜外观2.1454H188.91光泽一般,手感一般2.2455H185.71光泽好,手感丰富2.3355H185.13光泽好,手感一般2.4506H184.72光泽好,手感一般2.5506H183.66光泽一般,手感较差3 结语本文主要通过红外光谱分析、粒度测试、以及对涂膜样品的柔韧性、冲击强度、亲水性和铅笔硬度等性能的测试，讨论了反应温度、反应时间、乳化条件以及原料配比对产物性能的影响，得出结论如下：a.以蓖麻油为原料成功制备了蓖麻油基水性聚氨酯；b.实验最佳反应条件：聚合反应和扩链的温度均为70 ℃，合成预聚体和扩链的时间均为1 h，最佳乳化温度为30 ℃，乳化时间为0.5 h；c.n(—NCO)/n(—OH)为2.2，DMPA的含量为7.0%的条件下所制得的乳液和涂膜的性能最佳．参考文献：[1]虞兆年. 涂料工艺：第二分册[M]. 北京:化学工业出版社, 1996:271-296.[2]闫福安. 内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂的合成[J].武汉化工学院学报, 2003, 25(1): 25-27.[3]戴震, 李莉, 张海龙,等. 植物油改性水性聚氨酯的研究现状[J].中国涂料, 2009, 24(2): 16-18.[4]中华人民共和国国家技术监督局GB/T 6379-1996. 漆膜硬度测定法[S]. 北京: 中国标准出版社, 1997-06-01.[5]谢晶曦, 常俊标, 王绪明. 红外光谱在有机化学和药物化学中的应用[M].北京：科学出版社, 2001:309-321.[6]Nanda A K, Wicks D A. The influence of the ionic concentration, concentration of the polymer, degree of neutralization and chain extension on aqueous polyurethane dispersions prepared by the acetoneprocess[J].Polymer, 2006, 7(6): 1805-1811.[7]凌剑, 卫晓利, 邱圣军, 等. 亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响[J].中北大学学报, 2006, 27 (1): 59-61.[8]Zhang S B, Miao W, Zhou Y. Reaction study of water-borne polyurethanes based on isophorone diisocyanate, dimethylol propionic acid, and poly (hexane neopentyl adipate glycol) [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2004, 92(1): 161.。
高耐水性环保聚氨酯织物涂层剂的制备与性能
gh
ywa
env
i
r
onmen
t
f
r
i
e
nd
l
t
e
r
bo
rnepo
l
r
e
t
hane
sf
ab
r
i
cc
oa
t
i
ng
s
ywa
yu
1
2
1
JIFengl
ong ,
MA Pengwe
i,
CHEN Chun
eng
f
(
1.
Schoo
lo
fTex
t
i
l
e Ma
t
e
r
i
a
l
sandEng
i
ne
e
r
i
ng,Wuy
数低于 6% 时乳液可以获得良好的 储 存 稳 定 性;聚 硅 氧 烷 改 性 可 以 明 显 提 高 聚 氨 酯 涂 层 表 面 疏 水
性,使其不易返黏,但使涂层后织物透湿性降低;交联剂的引入使涂层织物的耐静水压明显提高,且
其不易吸湿返黏;但织物手感变得粗糙;当双组分水性聚氨酯的 OH/NCO 比值低于 1∶3 时仍能
燃、安全、无 污 染 的 优 点
。 但 是 WPU 涂 层 剂 还
[
5
6]
存在强度 低、耐 水 压 低 和 吸 湿 后 手 感 返 黏 等 问 题。
这主要是因为,单 组 分 的 WPU 涂 层 剂 是 线 性 高 分
子材料,且合成中采用了大量亲水基团,导致涂层强
度低且耐水性差。为了改善 WPU 涂层耐水性差的
蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究
蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究ΞQU J Q瞿金清,陈焕钦(华南理工大学化工所,广东广州510640)摘 要: 采用蓖麻油(C.O.)、聚醚(N 210)、二异氰酸甲苯酯(TDI )和二羟甲基丙酸(DMPA )反应合成了聚氨酯脲水分散液,研究了C.O./N 210的质量比、亲水单体含量、NCO/OH 摩尔比和NH/NCO 摩尔比对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱仪(FT-IR )测定反应产物的结构。
研究发现C.O.可提高水性聚氨酯涂膜的物理机械性能和耐水性,当C.O./N 210的质量比为1∶1、NCO/OH 摩尔比为1.6∶1、DMPA 添加量为5.5%、NH 2/NCO 摩尔比为0.50∶1时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、较高的硬度、优异的附着力和较好的耐水、耐油性。
关键词: 水性聚氨酯;蓖麻油中图分类号:TQ630.1;S565.6 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2004)03-0078-05STUDIES ON SYN THESES AND PROPER TIES OF WA TERBORN EPOL YU RETHAN E RESIN FROM CASTOR O ILQU Jin 2qing ,CHEN Huan 2qin(Instit ute of Chem ical Engi neeri ng ,South Chi na U niversity of Technology ,Guangz hou 510640,Chi na )Abstract :Waterborne polyurethane (WPU )was prepared by the reaction of castor oil (C.O.)with polyether glycol (N 210),dimethoxypropionic acid (DMPA )and toluene diisocyanate (TDI ).The effects of mass ratio of castor oil ,N 210,DMPA content ,molar ratios of NCO to OH and NH 2/NCO on the properties were investigated.The structure of WPU was characterized by FT 2IR.It was found that mechanical properties and water resistance of WPU coating film were increased with addition of castor oil.At 1∶1-2mass ratio of castor oil to N 210,1.6molar ratio of NCO/OH ,5.5%DMPA content and 0.50molar ratio of NH 2/NCO ,the castor oil waterborne polyurethane has excellent film 2forming property ,high hardness ,good resistances to water and petrol ,and excellent adhesion to base materials.K ey w ords :waterborne polyurethane ;castor oil植物油及其脂肪酸是较重要的再生资源之一,它们被广泛应用于制备清漆、底漆和瓷漆等装饰涂料,然而这些涂料存在主要缺陷是挥发性有机化合物(VOC )含量较高,给环境带来污染。
蓖麻油基聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能
蓖麻油基聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能张彪;李晓飞;季明洋;邢高瞻【摘要】采用蓖麻油(C.O)、1,4-丁二醇(BDO)、1,4-环己二甲酸(CHDA)合成了蓖麻油基聚酯多元醇,通过该多元醇、BDO、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成出水性聚氨酯(WPU).研究了蓖麻油基聚酯多元醇中C.O质量分数及羟值对乳液性能及涂膜性能的影响,并应用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)测定结构,热重分析仪(TG)分析胶膜耐热性能.研究发现,当聚酯多元醇羟值为42 mgKOH/g、w(C.O)=30％时,制备出的水性聚氨酯乳液较为稳定,粘接性能、耐水性能、耐热性能均较好.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)005【总页数】4页(P66-69)【关键词】蓖麻油;聚酯多元醇;水性聚氨酯【作者】张彪;李晓飞;季明洋;邢高瞻【作者单位】合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ323.8水性聚氨酯以水作分散介质，它将溶剂型聚氨酯良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和强附着力等优点与水性树脂的无毒、不易燃、无污染、低VOC含量等优势相结合，被广泛应用于胶粘剂、涂料、合成革、涂饰剂等方面[1-2]。
又因水性聚氨酯分子具有可裁剪性，能够有效控制软、硬段的组成结构和比例，使得它成为发展最快的胶粘剂之一。
常用的线性水性聚氨酯通常因分子量小而存在强度、耐水性能、耐溶剂性能不足等缺点，因此常对其进行改性来提高性能[3-5]。
蓖麻油是一种可再生资源，价格低廉，分子中含有大量羟基，平均官能度2.7，羟值约163 mgKOH/g，包括70%三官能度和30%二官能度[6]，是一种理想的改性水性聚氨酯的材料：三官能度部分可以用作内交联剂，大幅度增加聚氨酯分子链的网状交联程度，提高水性聚氨酯的耐热性能和粘接性能；二官能度的部分可用于代替部分聚醚或小分子扩链剂，降低配方成本；此外，蓖麻油分子中的非极性长链脂肪酸结构能有效提高胶膜耐水性[7-14]。
室温固化水性聚氨酯树脂的耐水性研究
Ｋｅ ｏ ｄｓ： ｔ ｒｒ ｓｓａ ｃ ｗａｅ ｂ ｒ ｅ ｐｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ；ａ ｉｎ ｕ ａ ｌ ｙＷ ｒ ｗａｅ ｅ ｉｔ ｎ ｅ； ｔｒ ｏ ｎ ｌｕ ｅｈ ｎ ｍｂ ｅ ｔｃ ｒ ｂ ｅ
０ 引 言
蓖麻 油酸 ， 含有 共 轭 双 键 ， 实 验 就 是 用 脱 水 蓖 麻 油 酸 和 三 羟 本
提高 ， 各国环保法规进一步严格要求 ， 水性涂 料 的发展是 大势
所趋 ， 但是高性 能水性 聚氨酯 （ Ｕ） ＷＰ 乳液 只具 备优 良的成膜
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｒｅ ｏ ｍｂ ｅ ｔ ｕ ａ ｌ ｔｒ ｏ ｎ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｉｐ ｒｉｎ ａ ｅ ｅ ｎ ｐ ｅ ａ ｅ ｂ ｔｐ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｓ ｆ ａ ｉ ｎ ｃ ｒ ｂ ｅ ｗａ ｅ ｂ ｒ ｅ ｐ ｌｕ ｅ ｈ ｎ ｄｓ ｅ ｓｏ ｓ ｈ ｖ ｂ ｅ ｒ ｐ ｒ ｄ ｙ ｓｅ ｉ
摘 要： 以甲苯二异氰酸酯（ Ｄ ） 聚醚多元醇（ Ｔ Ｇ） Ｔ Ｉ、 Ｐ Ｍ 为主要原料 ， 二羟 甲基丙酸（ ＭＰ 为亲水单体 ， Ｄ Ａ） 采用三羟
甲基丙烷脱水蓖麻油酸酯 （ ＭＰ Ｃ 进行改性 ， Ｔ Ｄ Ｏ） 通过 逐步聚合 反应制备 了一 系列室温 固化水性聚氨酯树 脂。研 究了 Ｔ ＰＣ Ｍ Ｄ Ｏ的含量 、 亲水基团含量 、 软段多元醇种类与相对分子 质量 、 封端 剂以及氮丙 啶交联剂等对 聚氨 酯涂膜耐 水性 的影响 ， 从而确 定了最佳合成配方 ， 获得了优 良耐水性能 的水性聚氨酯树脂 。
Ｗ ａ ｅ ｂ ｒ ｅ Ｐｏ ｙ ｒ ｔ ｎ ｓｎ ｔ ｒ ｏ ｎ ｌ ｕ ｅ ｈａ ｅ Ｒｅ ｉ
Ｄ ｕ ｎ，Ｈａ ｕ ｓ ｎ ，Ｌ ａｆｎ ｕＪａ ｏＪ ｎ ｏ ｇ ｉ ｉ ｇ Ｚ ｅ
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层[1]
![硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/efd7aa71f242336c1fb95e07.png)
王 浩 １，唐黎明 １，陈久军 １，金凤友 ２，刘利军２
（１．清华大学 化学工程系，北京 １０００８４；２．绥化学院 实验中心，黑龙江 绥化 １５２０６１）
摘要 ：合成了系列端酰肼基阴离子型水性聚氨酯，并用 ＧＰＣ、ＩＲ 及 １Ｈ－ＮＭＲ 分析其结构，通过其与硅烷偶联剂 γ－（２，３－环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ ５６０）的室温固化反应，得到了性能优异的聚氨酯涂层。 关键词 ：水性聚氨酯 ； 硅烷偶联剂 ； 室温固化 ； 涂层 中图分类号：ＴＱ ６３７．０ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－１６７２（２００６）０４－０００１－０２ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－Ｂａｓｅｄ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｓｉｌａｎｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ／ Ｗａｎｇ Ｈａｏ ｅｔ ａｌ ／／ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ａｎｉｏｎｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｈｙｄｒａｚｉｄｅ ｇｒｏｕｐｓ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｂｙ ＧＰＣ， ＩＲ ａｎｄ １Ｈ－ＮＭＲ． Ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｃｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ γ－（ ２，３－ｅｐｏｘｙ ｐｒｏｐｏｘｙ） ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｉｃａｎｅ （ＫＨ ５６０） ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏ ｆｏｒｍ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｆ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ． Ｋ ｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ； ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ； ｃｕｒｉｎｇ ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｃｏａｔｉｎｇ
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂张大鹏何立凡王海侨李效玉( 北京化工大学碳纤维与功能高分子教育部重点实验室，北京 100029)摘要: 以聚已二酸-1，4-丁二醇酯( PBA2000) 、甲苯二异氰酸酯( TDI) 、二羟甲基丙酸( DMPA) 和一缩二乙二醇( DEG) 为原料合成了一种聚氨酯预聚体，通过在预聚体中引入可室温交联的硅烷偶联剂，制备得到了一种单组份自交联的水性聚氨酯胶黏剂。
探讨了硅烷偶联剂加入方式，用量对乳液及胶膜性能的影响。
结果表明: 当硅烷偶联剂用量为预聚体质量分数的 1. 5%时，胶黏剂对塑料薄膜 PET/CPP 的粘接强度显著提高，由改性前的 1. 3 N/15mm 增大至 1. 7 N /15 mm; 复合薄膜经过沸水煮后，T 剥离强度由 1. 0 N /15 mm 变为 1. 5 N /15 mm。
关键词: 水性聚氨酯; 复合薄膜; 硅烷偶联剂; 自交联中图分类号: TQ433. 4引言水性聚氨酯胶黏剂以其对各种薄膜广泛的适应性，胶膜优异的柔韧性，耐化学品性等特点而备受人们关注［1 －2］。
大多数水性聚氨酯胶膜遇水易溶胀，耐水性及耐热性不佳，限制了其使用场合［3 －4］。
提高聚氨酯的交联度是改善以上缺点的一个有效途径。
Lewandowski 等［5］向聚氨酯分子链中引入了硅烷衍生物，通过控制硅烷衍生物用量来控制交联结构的密度，适度的交联可以改善胶膜的耐水性和耐热性。
也有文献［6 －8］报导，将有机硅( 一般为端基或侧基带有活性基团的聚硅氧烷) 引入到聚氨酯分子链上可以有效地改善胶膜的耐水性和耐热性，但由于有机硅与聚氨酯相容性差，导致了胶膜力学性能的降低。
而使用小分子的硅烷偶联剂改性水性聚氨酯［9 －10］可以增加相容性，同时改善了聚氨酯胶膜的耐水性、耐热性。
此种交联体系在水性涂料以及双组分的水性胶黏剂中已经得到了广泛的应用［11］。
本文选用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷( KH-550)对聚氨酯预聚体进行改性制备出单组份的水性聚氨酯乳液，将此体系引入到复合薄膜用胶黏剂领域。
蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂的制备及性能研究
蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂的制备及性能研究摘要：为了提高聚氨酯防水透湿整理剂的耐水性能和透湿性能，本文以环保的蓖麻油为原料，制备了蓖麻油基聚氨酯，利用纳米技术和表面活性剂技术，成功地制备了蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂。
通过对该整理剂的性能测试，发现该整理剂具有较好的防水性能和透湿性能，其耐水性能可达到水淋透气等级，透湿性能可达到透气等级。
同时，该整理剂的应用范围广泛，可用于纺织品、车内装饰、家具等领域。
关键词：蓖麻油，聚氨酯，防水透湿，整理剂，性能研究。
1. 前言聚氨酯防水透湿整理剂是一种具有广泛应用前景的高新技术产品。
在纺织品、车内装饰、家具等领域，聚氨酯防水透湿整理剂可以有效地增强材料的耐水性能和透湿性能，提高产品的质量和使用寿命。
目前，聚氨酯防水透湿整理剂已经成为纺织工业和化工工业领域的一个热门研究方向。
然而，传统的聚氨酯防水透湿整理剂存在一些问题，如防水性能和透湿性能不够稳定、材料的耐久性不高等。
因此，如何提高聚氨酯防水透湿整理剂的性能一直是研究者们需要解决的难题。
2. 实验方法2.1 材料本实验所采用的材料包括蓖麻油、聚醚型聚氨酯、二异氰酸酯、乙二醇、聚氧乙烯硅烷、蒸馏水、表面活性剂等。
2.2 制备蓖麻油基聚氨酯将聚醚型聚氨酯和蓖麻油在一定比例下溶解，加入一定量的二异氰酸酯作为交联剂，经过一定时间的混合反应，制备出蓖麻油基聚氨酯。
2.3 制备蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂将制备好的蓖麻油基聚氨酯溶解在乙二醇中，并加入一定量的聚氧乙烯硅烷和表面活性剂，利用纳米技术和表面活性剂技术，制备出蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂。
2.4 性能测试对制备好的蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂进行性能测试，包括防水性能测试和透湿性能测试等。
3. 结果与分析3.1 蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂的性能本实验成功地制备了蓖麻油基智能聚氨酯防水透湿整理剂，并对其性能进行了测试。
测试结果显示，该整理剂具有较好的防水性能和透湿性能。
蓖麻油改性聚醚型水性聚氨酯乳液的性能
JIANG Hongquan，SONG Zhanqian，SHANG Shibin，YIN Yanbai
（Institute of Chemical Industry of Forest Products，CAF；National Engineering Lab for Biomass Chemical Utilization； Key and Open Laboratory on Forest Chemical Engineering，SFA，Nanjing 210042，Jiangsu，China）
用上海天平仪器厂的 NDJ-7 型数字黏度计，测 得分散体在（25 ℃）时的黏度。
1.3.2 粒径测定 采用 BT-9300H 型激光粒度分布仪检测乳液粒
径，折射率设定为（1.520+0.100）i，介质折射率设 定为 1.333。 1.3.3 胶膜的制备
将乳液在聚四氟乙烯盘中流延成膜，室温（20 ℃）下放置 24 h 后，放入烘箱中，于 80 ℃烘 2～3 h，制得厚度约 1 mm 的胶膜。 1.3.4 拉伸强度与断裂伸长率的测试
·286·
化工进展
2010 年第 29 卷
蓖麻油是一种可再生的天然脂肪酸的甘油三酸 酯，脂肪酸中的主要成分为蓖麻油酸 [CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH]，约占 88%。蓖麻油的羟基平均官能度约为 2.7，平均分子 量是 930 g/mol，羟值 156～160 mgKOH/g。目前聚 氨酯的主要原料聚酯（醚）多元醇都是来自于石油 基的衍生物，具有不可再生性，随着化石资源的日 益枯竭，利用可再生性资源来（部分）替代化石资 源已经成为目前的研究热点。
的应用[1]。常用的线性水性聚氨酯的力学性能、耐 水性及耐溶剂性等还不能满足其在涂料、胶黏剂等 应用领域的要求，部分交联结构可赋予材料更好的 力学性能和化学稳定性[2-3]。
水性聚氨酯耐水性研究进展
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨 酯体系 ，其分子结构中含氨基 甲酸酯基、脲键 和离子键 ，内聚
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ａ ｅ ｖｅ ｄｔｅｒｃ ｎ ｔｏ ｓｔａ ｒ ｖ ｈ ｔｒｒｓｓａ ｃ ｆｗａｅｂ ｒ ｅｐ ｌｕｅｈ ｅ ｓｒ ｃ： ｈ ｓ ｐ ｒ ｅ ｉｗｅ ｅ ｔ ｐ ｒ ｈ ｅ ｍｅｈ ｄ ｔｉ ｏ ｅｔｅｗａｅ－ｅｉｔｎ ｅｏ ｔｒ ｏ ｏｙ ｒｔａ ｈ ｍｐ ｎ ｎ
１植 物油或改性植 物油本身与水不相溶 ，以植物 油为原料 制
【 日期】２０ １１ 收稿 ０６ ｌ．３ ｆ 作者简介】周延辉 （９ １） １８．，男，助教。高分子材料的加工与改性。
崔锦峰等【 用亚麻 油与 二乙醇胺经胺解 反应生成亚麻 油酰二 ６ １ 采
性能 。辕金清等【用蓖麻 油、聚醚 （ １） ＤＩ ＭＰ ４ Ｎ２ ０ 、Ｔ 和Ｄ Ａ为原 料 制 备 了 水 性 聚 氨 酯 分 散 液 ， 当 蓖 麻 油 ／ 醚 ＝ ｌ： 聚 ｌ，
ＮＣ Ｏ Ｉ Ｏ／Ｈ＝ ． ６：１ ＭＰ ，Ｄ Ａ为５５ ．％，ＮＨ ／ Ｏ＝０５：ｌ ２ ＮＣ ． 时制备的
维普资讯
广
东
化
工
２０ 年 第 ｌ 期 ０６ ２ 第 ３ 卷 总第 １４ ３ ６期
ＷＷＷ．ｄ ｈ ｍ．ｏ ｇ ｃ ｅ ｃ ｍ
水性聚氨酯耐水性研 究进展
周延辉
（ 广东轻工职业技术学院 轻化系，广东 广州 ５ ００ ） １３０
【 摘 要１ 本文对 近年来提高水性聚氨酯耐水性 的方法进行了综述。
蓖麻油改性的水性聚氨酯涂料的制备及其防蚀性能
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｔｏ ｎｄＡｎｔｃ ｒ ｏｓｏ ｒｏ ｍ ａ ｅｏ ｓｏ ｉ Ｍ ｏ ｉ ｅ ａ ｅ ｂｏ ｎｅ ｉ ｏ ｒ ｉ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｆＣａ ｔ ｒＯ ｌ ｄ ｆ ｄＷ ｔｒ ｒ ｉ Ｐｏｙｕ ｅ ｈａ ｅＣｏ ｔｎ ｓ ｌ ｒ ｔ ｎ ａ ｉｇ
Ｌｉ Ｘｕｅ ｉｎ Ｓ ｅ ｌａ ｇ， ｕｎＷ ｉ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｈ ｍｉａ Ｅ ｇｎｅｉｇＡｎ ｕ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ ｏ ｔ ｌ ｂｅ ｈ ｍｉ ｒ ｅｃｉｎａ ｄ ｔｒ ｌ ｈ ｍｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ， ｈ ｉ ａｏａｏｙｏ ｎｒ ｌ ｌ Ｃ ｅ ｓ ｙＲ ａｔ ｅ ａ Ｃ ｅ ｃｌ Ｃ ｎ Ｋｅ Ｃ ｏａ ｔ ｏ ｎ Ｍａ ｉ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ， ｅｅＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈ ｆｉ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈ ｆｉ ｉｅｓ ｙ Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ｅｅ ２ ０ ０ ， ｈｎ ） ｉ ｔｏ
…
【 要】 摘 以可荐生的蓖麻油和环氧树脂改性水性聚氨酯，研究７涂膜豹耐水性能等 ， 改性后的水性聚氨鬻吸水率下降 为 ３ ，耐水性好。 ≤ ％ 对该树脂所制成的富锌防腐涂辩进行了腐蚀电位和电 化学阻抗谱 Ｉ 的测试分析 ， ｓ ） 考察了富锌涂层在 纛 ％Ｎ ｃ ａｌ 溶液中的电化学行为， 结果表翡 耐水性的提高导致蓖麻油改性的水性聚氨酸富锌涂料耐蚀性的改进。 。 ｊ ≯ ０ … ？ 【 哭麓调冰 性聚氨彦 蓖麻油 ￣ Ｊ ｉ Ｉ；防腐蚀性 。 ｌ ：Ｓ ｌ Ｅ ｔ １ ． 。 量 曩 一
２１ ０ ０年 第 ５ 期 第３ ７卷 总第 ２ ５期 ０
蓖麻油改性多元醇型水性聚氨酯木器涂料底漆和面漆的配方设计和应用
2021 年 02 月第 36 卷 第 02 期CHINA COATINGS February 2021中 国 涂 料Vol.36 No.0250XXXXXX收稿日期：2020-10-12作者简介：刘杰华（1974–），女（汉族），河北青县人。
工程师，大专，主要从事水性聚氨酯木器涂料、皮革涂饰剂的研发、实验、配方调整及应用工作。
蓖麻油改性多元醇型水性聚氨酯刘杰华，张世强（山东沾化神茂皮革助剂公司，山东滨州 256800）Formulation Design and Application of Castor-oil-modified Polyol-type Waterborne Polyurethane Wood CoatingsPrimer and TopcoatAbstract: This paper mainly studies the formula design requirements and application comparison of castor-oil-modified polyol-type waterborne polyurethane emulsion used as wood coatings primer and topcoat. The use of castor-oil-modified polyol, isocyanate, and DMPA in the formula has been further optimized. The waterborne polyurethane wood primer and topcoat thus obtained exhibit better rubbing, solvent resistance, and quick drying while maintaining other excellent properties, further expanding the waterborne wood coatings market.Key words:waterborne wood coatings primer, waterborne wood coatings topcoat, waterborne polyurethane, castor-oil-modified polyol,isocyanate, DMPA摘 要：主要研究了用蓖麻油改性多元醇型的水性聚氨酯乳液作为木器涂料底漆和面漆使用时的配方设计要求和应用比较，并对配方中的蓖麻油改性多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸（DMPA ）的使用进行了深化的配方优化，以此制得的水性聚氨酯木器底漆和面漆在保持其他性能优异的同时体现出了更好的打磨性、耐溶剂性、快干性等性能，进一步开拓了水性木器涂料的市场。
TDI三聚体改性水性聚氨酯分散体的合成与性能（论文资料）
!"#三聚体改性水性聚氨酯分散体的合成与性能$"向波$""$李韶茂$瞿金清$"""$陈焕钦（华南理工大学化学与化工学院，广东广州%&’()’）摘$$要：采用预聚体混合工艺合成了甲苯二异氰酸酯（!"#）三聚体（!!）改性水性聚氨酯分散体（!*+"），考查了!!含量（占聚氨酯预聚体的质量分数）对水性聚氨酯分散体（*+"）稳定性和涂膜物理、化学性能的影响，热重分析（!,-）和傅里叶红外光谱（.!/#0）表征了!*+"的热稳定性与分子结构，研究发现：当!!添加量的质量分数#12时，!!的引入可以提高*+"涂膜的最终硬度和凝胶量，降低涂膜的吸水率和吸醇率，且对*+"的稳定性及涂膜外观和附着力无负面影响；当!!添加量的质量分数为13’2时，涂膜综合性能最佳（硬度为’34’，吸水率为%3’2，凝胶量为452）；当!!加入量的质量分数$)2，!*+"的成膜性变差，其涂膜的光泽与附着力下降，耐化学性也变差。
!,-分析表明!!的引入提高了!*+"涂膜的热稳定性。
关键词：!"#三聚体；水性聚氨酯；内交联改性；分散体中图分类号$!"1&$$$文献标识码$#$%&’()*+*,&-./01)/’+)*02!034)&)5++*06%,&,’) !/+7)/80-+2+)-.03%4/)’(,&)5+*1)/*+0&!"#$%&’，$(")*#’+#’，$,-."$/"$%，$0*1$2-#$/"$（$6(003029()7+*’/%,&-9()7+6,3:&;+&))/+&;，$04’(9(+&,<&+=)/*+’%02!)6(&030;%，>4,&;?(04%&’()’，9(+&,）#@*’/,6’：6789:;<=97=>?7:@=A9BC;D9EF>?9A>F7D>（!*+"）G7EFHF9E IFBC B7:=9D9EFF>7J@;D;B9（!"#）BAFG9A（!!）I9A9>@DK BC9>FL9E8F;?A9?7:@G9A GFMFDN?A7J9>>3!C99HH9JB>7H BC9!!J7DB9DB>7D BC9?C@>FJ;:/JC9GFJ;:?A7?9ABF9>7H!*+">;DE FB>HF:G> I9A9EF>J=>>9E3!C9>BA=JB=A9>;DE BC9AG;:>B;OF:FB@7H!*+"HF:G>I9A9JC;A;JB9AFL9E O@.!#0;DE BC9AG;:NA;8FG9BAFJ;D;:@>F>（!,-）3!C9A9>=:B>>C7I BC;B BC9!!G7EFHFJ;BF7D>FG?A789BC9C;AED9>>;DE JA7>>:FDPFDN E9NA99，E9JA9;>9BC9I;B9A Q;:J7C7:/ ;O>7A?BF7D7H BC9!*+"HF:G>3RCF:9BC9>B7A;N9>B;OF:FB@7H!*+";DE;??9;A;DJ9，;EC9>F897H!*+"HF:G>JC;DN9:FBB:9;>BC9;K G7=DB7H!!=DE9A13’23!C9!*+"HF:G IFBC13’2!!EF>?:;@>9MJ9::9DB?C@>FJ;:/JC9GFJ;:?A7?9ABF9>FDJ:=EFDN’34’7H C;AED9>>，4527H JA7>>:FDPFDN E9NA99;DE%3’27H I;B9A;O>7A?BF7D3S7I989A，BC9?9AH7AG;DJ97H HF:G>O9J7G9D7B>7N77E;> BC9;G7=DB7H!!$)3’2，ICFJC E9JA9;>9E FD HF:G H7AG;BF7D;OF:FB@，HF:G N:7>>，;EC9>F89，;DE JC9GFJ;:/A9>F>B;DJ9?A7?9ABF9>3 !,-J=A89>FDEFJ;B9BC;B BC9!*+"HF:G>EF>?:;@O9BB9A BC9AG;:>B;OF:FB@BC;D BC7>97H BC9J7GG7D*+"HF:G>3A)%B0/-*：!"#BAFG9A；I;B9AO7AD9?7:@=A9BC;D9；FDB9AD;:JA7>>:FDP G7EFHFJ;BF7D；EF>?9A>F7D$$聚氨酯涂料具有优异的耐磨、耐化学品和柔韧性，其硬度可以通过改变其软段和硬段的比例来调节，已获得广泛的应用［&/T］。
室温固化水性聚氨酯树脂的耐水性研究
室温固化水性聚氨酯树脂的耐水性研究杜娟;郝俊松;李再峰【摘要】以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(PTMG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,采用三羟甲基丙烷脱水蓖麻油酸酯(TMPDCO)进行改性,通过逐步聚合反应制备了一系列室温固化水性聚氨酯树脂.研究了TMPDCO的含量、亲水基团含量、软段多元醇种类与相对分子质量、封端剂以及氮丙啶交联剂等对聚氨酯涂膜耐水性的影响,从而确定了最佳合成配方,获得了优良耐水性能的水性聚氨酯树脂.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2010(040)002【总页数】5页(P59-62,69)【关键词】耐水性;水性聚氨酯;室温固化【作者】杜娟;郝俊松;李再峰【作者单位】生态化工教育部重点实验室(青岛科技大学),山东青岛,266042;生态化工教育部重点实验室(青岛科技大学),山东青岛,266042;生态化工教育部重点实验室(青岛科技大学),山东青岛,266042【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4随着人们对环境、健康和可持续性发展的关注度进一步提高,各国环保法规进一步严格要求,水性涂料的发展是大势所趋,但是高性能水性聚氨酯（WPU）乳液只具备优良的成膜性能还远远不够,还必须具备高度的稳定性、优良的流平性、耐水性以及抗粘性。
但是亲水单体的引入和线性分子链结构使涂膜耐水、耐溶剂性不佳,严重限制了其应用范围。
因此如何提高水性聚氨酯耐水性成为当今一大研究热点。
文献报道提高水性聚氨酯涂膜耐水性主要措施有：降低涂膜中亲水基团的含量;提高涂膜交联度;降低涂膜表面张力;形成核壳结构和互穿网络结构。
其中提高涂膜交联度是研究最多也是最有效的措施[1]。
利用交联改性,通过化学键的形式将线型的聚氨酯大分子链接在一起,形成具有网状结构的树脂,提高涂料成膜时的致密度,使其性能得到改善。
本文采用自交联方式中的自动氧化交联使其耐水性得到较大改善。
自动氧化交联的机理是将含不饱和双键的植物油或其脂肪酸引入水性聚氨酯分子链中,由催干剂（含钴、锰、锆等离子,或不含）使大气中的氧产生游离基,引发主链上的双键交联,最终生成交联高分子[2]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
１ 实验部 分 １ １ 原 料 ．
Ｔ Ｉ工 业级 ， Ｄ， 日本 三 井 化 学 工 业 公 司 ； 酐 聚 苯
酯 二元 醇 （ 号 ５ ２ ， 对分 子 质 量 ２ ０ ， 业 级 ， 牌 ６ ）相 ００工 辽 阳东辰 聚氨 酯 有 限 公 司 ； 制 蓖 麻 油 ， 业 级 ， 精 工 广
基 三 乙氧 基硅 烷 （ Ｈ－５ ） 交 联 剂 ， 过 预 聚 物 的 合 成 和 水 相 扩 链 两 步反 应 ， 备 了水 性 聚 氨 Ｋ ５０ 为 通 制
酯 ． 究 了蓖麻 油和 Ｋ ５ ０用量 对 水性 聚 氨 酯 力 学性 能 、 着 力和 吸 水 率 等 的影 响 。结 果 表 明 ， 研 Ｈ．５ 附 当蓖麻 油质量 分数 为 １ ％ 、 Ｈ．５ ０ Ｋ ５ ０质 量分数 为 ｌ ， ％ 经过 双 重 交联 改性 ， 水性 聚氨 酯成 膜 物 具有 较
由表 １可知 ， 一 定 范 围 内随 着蓖 麻 油用 量 的 在 增 加 ， Ｕ 乳 液 的粘 度 和 成 膜 物 的拉 伸 强 度 均 增 ＷＰ 大， 吸水 率 和伸 长率 均 下 降 。 当蓖 麻 油 的质 量 分 数 大 于 １ ％后 ， ０ 交联 度过 大 ， 反应 物 的粘 度 明显增 大 ， 虑 ， Ｈ－５ Ｋ ５ ０质 量分数 为 １０ ． ％较 好 。
州 珠 江化 工有 限公 司 ； 羟 甲基 丙 酸 （ ＭＰ ， 业 二 Ｄ Ａ） 工
市场需 求 和发 展前 景 。 国 内外 基 于 阴离子 内乳 化 水
性 聚氨 酯 （ Ｕ） ＷＰ 合成 技 术 已经 成 熟 ， 在 皮 革 涂饰 并
剂 、 器漆 等领 域 得 到 应 用 。但 是 ， 种 ＷＰ 分 子 木 这 Ｕ 主链上 分 布有 羧基 等 亲水 基 团 ， 响 了 材料 的 耐水 影
Ｑ Ｄ型漆膜 电动附着 力试 验仪 测定 。 Ｆ 将胶 膜 室 温 干 燥 ２ ， ０ ℃ 干燥 ４ ｈ 制 成 ４ｈ ６ ， ２ ０ｍ × ０ ｍ 的试 条 ， 用 Ｘ 一０ ０ ｍ ２ ｍ 采 Ｌ５ Ａ型 拉 力 实验 机测 定拉 伸强 度 ， 伸速 度 为 ２ ０ｍｍ ｍｉ。 拉 ０ ／ ｎ
添加 少量 丁 酮降 低粘 度 ， 温 至 ５ 后 ， 入 与 羧 降 Ｏ 加
基等 物质 量 的三 乙胺 中 和反 应 ５ ｍｉ。高 速搅 拌 下 ｎ 加入 去离 子水 乳 化分 散 ５ｍｉ ， ｎ后 加入 水 合 肼／ 乙 二
烯三 胺 复 合 扩 链剂 进 行 扩 链 ， 后用 Ｋ ５ ０继续 然 Ｈ－５
性 能 。在 潮湿 环境 或被 雨 水 浸泡 后 ， Ｕ材 料 吸 水 ＷＰ 后 出现溶 胀现 象 ， 致 材 料 的 力 学 性 能 和 附 着 力 下 导
级 ， 士德 公 司 ； Ｈ－５ ， 业 级 ， 京 康 普 顿 曙 光 柏 Ｋ ５０ 工 南
有 机硅 化 工有 限 公 司 ； 月 桂 酸 二 异 丁 基 锡 、 酮 、 二 丁
表 ２ ＫＩ－５ －５０用量 对 乳 液 及 胶 膜 性 能 的 影 响 Ｉ
方块 ， （ ， ２ 称重 ｍ ）在 ５℃水 中浸泡 ２ ， 出后用 滤 ４ｈ 取 纸 吸干表 面 的液 体 ， 重 （ ， 加＝（ 一ｍ ）Ｘ 称 ， ）按 ｎ ｍ： １０ ｍ 计算 吸水 率 。 ０ ％／ 附着 力 用 广 州 拉 格 达 实 验 仪 器 用 品 有 限公 司
表 １ 蓖 麻 油 用 量 对 乳 液 及 胶 膜 性 能 的 影 响
从表 ２可 知 ， 相 扩 链 用 Ｋ ５ 水 Ｈ ５ ０交 联 改 善 材
料耐 水 性 的效果 比较 明显 。当 Ｋ －５ Ｈ５０质量分 数 为
１０ ．％时， 吸水率可从 １． ％下降到 ５７ ， ５５ ．％ 附着力 从 ２级 提高 到 １ ， 是 由于疏 水 性 硅 氧烷 水 解缩 级 这
酯多元 醇 和 甲苯 二 异 氰 酸 酯 （ Ｄ ） 主 要 起 始 原 Ｔ Ｉ为 料 ， 蓖 麻 油 及 （ ． 基 丙 基 ） 乙 氧 基 硅 烷 （ Ｈ一 用 ３氨 三 Ｋ
在 Ｎ 保护下 ， 将计量 的苯酐 聚酯二元 醇 、 蓖麻油 加入装有 温度 计 、 拌 装 置 和 回流 冷 凝 器 的 ５ ０ ｍ 搅 ０ Ｌ
２ 结果 与讨论 ２ １ 蓖麻 油用量 对 乳液及 成膜 物 的影响 ．
蓖麻 油 羟 基 当 量 为 ３５， 基 平 均 官 能 度 为 ４ 羟
２ ７ｌ］ ． ３
，
含 有疏水 性 的 长链 脂 肪 基 ， 它作 为 中等 相 用
对分 子质 量交 联剂 ， 替代 部分 苯 酐聚酯 二元 醇 ， 固定
三 口烧瓶 中 ， 热至 ９ 加 ５℃ ， 真 空度 为 ０ ０ ａ 在 ． ９ＭＰ 下
脱水 ２ｈ 。冷 却 至 室 温 ， 入 Ｔ Ｉ 应 ｌｈ 升 温 至 加 Ｄ反 ， ８ ８ ０～ ２℃ ， 温 反应 ２ｈ 保 。加入 Ｄ Ｐ Ｎ Ｐ和二 月 Ｍ Ａ、 Ｍ
桂酸 二异 丁 基 锡 催 化 剂 ， ７ 在 ０～７ ５℃ 下 反 应 ２ ｈ 。
预 聚物起 始 Ｎ Ｏ Ｏ 摩 尔 比值 ２ ６ Ｄ Ａ质 量 分 Ｃ／Ｈ ． ， ＭＰ
数为 ８ ， ％ 水相扩链剂水合肼／－ － 乙烯三胺摩尔 比值 －
５ ０， 察 蓖麻 油 的 用 量 （ ． 考 占树 脂 总 量 的 质量 分 数 ） 对乳液 及胶 膜性 能 的影 响 ， 结果 见表 １ 。
２１ 年第 ２ ０１ ６卷 第 ３ 期
２ １ ． １２ ． ０ １ Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３
聚
氨 酯 工 业
・Байду номын сангаас
Ｐ０ＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
３ ・ ７
囊 囊辩锻麓≥ 嚣 麓 毪 潞毪事 甄 臻 棼 要 瓣： 誉 曩 浓
蓖 麻 油 硅 氧 烷 双 重 交 联 改 善 水 性 聚 氨 酯 的 耐 水 性
基 金项 目 ： 东 省 教 育 部 科 技 部 产 学 研 结 合 项 目（ ０７ ０ ０ ００ ９ 和 特 派 员 专 项 （０ ９ Ｏ ０ ｏ ０９ 。 广 ２ ０ Ａ ９３ ２ ９ ） ２ ０ Ｂ ９ ６０ ３ ）
・
３ ・ ８
聚氨 酯工 业
第 ２ 卷 ６
扩链 ， 制得 蓖麻 油 和硅 烷 双 重 交 联 改性 的半 透 明状 ＷＰ Ｕ乳 液 ， 固体质 量分数 为 ３ ％ ～ ３ 。 ２ ３％
好 耐 水性 ， 吸水 率从 ３ ． ％ 下 降到 ５ ７ ， 以 用 于体 育 场地铺 装 材料 。 其 ４３ ．％ 可 关 键 词 ： 性聚氨 酯 ； 水 蓖麻 油 ；． 基 丙基 三 乙氧基硅 烷 ； 水性 ３氨 耐 中 图分类 号 ：Ｑ ３ ３ ８ Ｔ ２ ． 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ５—１０ （ ０ １ ０ ０ ３ ０ １０ ９ ２ ２ １ ） ３— ０ ７— ３
计测 定 ， 度 为 ２ ｃ。 温 ５ｃ 采用 Ｂ ．３ ０ 型激 光粒 度 分 布仪 检Ｎ 液 粒 Ｔ９ ０ Ｈ Ｓ Ｌ
预聚 物 阶 段 加 人 Ｋ ５０改 性 ， 量 分 数 需 要 在 Ｈ－ ５ 质
７５ ． ％以上才有 改 善耐 水性 的效 果 。此 时 ， 胶粒 径 乳 也 同时增 大 ， 易 出现局部凝胶现象 ， 响乳 液贮存 。 容 影 Ｋ －５ ～Ｎ 的反应 活性 与 水 合 肼 或 二 乙 Ｈ ５ ０端 Ｈ，
吕建平 李 彬 张 磊 梁 亚 平 冯志 媚
（． １ 合肥 工 业 大学化 工 学 院 ２ ０ ０ ） ２ 广 州 市实力体 育设备 有 限公 司 ５ １ ３ ） ３０９ （ ． １４ １
摘 要 ：以苯 酐聚 酯 多元 醇 、 羟 甲基 丙酸 和 甲苯二 异氰 酸 酯 为主要 原料 ， 用蓖麻 油及 ３ 氨基 丙 二 选 一
难 以在水 相 中分散 ， 液 由透 明状 变为乳 白状 ， 乳 成膜
聚， 与水 合肼 和二 乙烯 三 胺 相互 穿 插 ， 构成 硅 氧烷 一
氨 基脲硬 段 网状结 构 ， 而使 涂 膜 具有 优 异 的耐 水 从
性 及附着 力 。从 表 ２还 可 以 看 出 ， 着 Ｋ ５ ０用 随 Ｈ－５
量 的增加 ， 乳液平 均粒 径和粘 度均呈 下 降趋 势 ， 明 说 在水 相 使 用 Ｋ ５ ０有 利 于乳 液 的稳 定 。综 合 考 Ｈ－５
５ ０ 为 交联 剂 ， 过交 联 反 应 引 入 疏 水性 好 的 有 机 ５） 通
硅官 能基 因 ， 提高 了 ＷＰ Ｕ乳 液 成膜 物 的耐 水 性 能 。
以合成 的 ｗＰ ｕ乳 液 为粘 结 料 ， 加入 颜 填 料 和 助剂 ，
制得 了草 绿 、 红 和天 蓝 等 ３种水 性 聚氨 酯 铺 装 材 铁 料 。经 过 １ ４片场地 ３年 试 用 ， 性 铺装 材料 的耐 水 水 性 和 附着 力等关 键 指标 均 达 到 了要 求 。
烯三胺 相 当 ， 以与水合 肼 和二乙烯 三胺共 用 ， 可 组成
径， 折射 率 设定 为 １５ ０十０ １０ ， ．２ ． ０ ｉ 介质 折 射 率 设 定
为 １３３ ．３ 。
胶膜 吸水 率 的测定 ： 将胶 膜剪 成 ４ ｃ ４ ｃ 小 ｍ× ｍ
复合扩 链剂 ， 于预 聚物 的水相 扩链 反 应 。Ｋ ５ ０ 用 Ｈ一５ 的端一 Ｎ 在 水相 与 异氰 酸 酯 反应 ， 到 三 乙氧 基 Ｈ， 得 硅 烷封 端 的聚氨酯链 。端 三 乙氧 基硅烷进 一步水 解 缩 合生 成 网状 硅氧键 ， 与脲 基共 同构成 聚氨酯硬段 ， 有利 于软 硬段相 分离 ， 提高 材料 的耐水性 能 。 固定 蓖麻 油 质 量 分 数 为 １ ％ ， 聚 物 起 始 总 ０ 预 Ｎ ＯＯ Ｃ ／ Ｈ摩 尔 比值 ２ ６ Ｄ Ａ 质 量 分 数 为 ８ ， ． ， ＭＰ ％ Ｎ Ｎ Ｏ摩 尔 比值 ０ ３ 水 合 肼／ 乙 烯 三 胺 的摩 Ｈ／ Ｃ ．， 二 尔 比值 ５ ０时 ， ． 考察 Ｋ 一５ Ｈ ５ ０用量 （ 占树 脂 总量 的质 量 分数 ） 对乳液 及胶膜 性 能的影 响 ， 结果见 表 ２ 。