自乳化自交聯(lián)的發(fā)泡型水性聚氨酯乳液

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1、自乳化自交聯(lián)的發(fā)泡型水性聚氨酯乳液摘要:本文合成了自乳化自交聯(lián)的發(fā)泡型水性聚氨酯乳液，研究了這種聚氨酯乳液的發(fā)泡方式與合成革成肌性及穩(wěn)定性、膜的拉伸性能；通過紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、熱分析(DSC)、透射電鏡(TEM)等方法對(duì)PUAS乳液粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和表征并進(jìn)行了涂層試驗(yàn)。根據(jù)合成革的種類及性能要求,加入增亮劑消光劑及手感劑,并對(duì)合成革性能進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示了優(yōu)良的改性性能，從而為改善水性聚氨酯乳液在合成革上的應(yīng)用性能提供了一種切實(shí)可行的方法。????關(guān)鍵詞:水性聚氨酯;自發(fā)泡;合成革，環(huán)境保護(hù)。????0引言????水性聚氨酯已廣泛應(yīng)用于

2、家具涂裝，皮革涂飾，織物處理等。水性聚氨酯涂料已成為涂料業(yè)中增長最快的品種之一，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，在美國其增長率2倍于溶劑性涂料工業(yè)的增長率。但水性合成革用聚氨酯在合成革行業(yè)上的運(yùn)用不足1%，市場(chǎng)上只有少數(shù)產(chǎn)品可以對(duì)某些品種的合成革進(jìn)行簡單的表面增光處理和制作無發(fā)泡層的涂層革，含發(fā)泡層的純水性聚氨酯體系的合成革更是未曾問世。????水性合成革用聚氨酯的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)在于：經(jīng)濟(jì)環(huán)保，安全無公害，且在綜合性能上與傳統(tǒng)的溶劑性合成革用聚氨酯大體一致，其中某些指標(biāo)還更為優(yōu)越。隨著水性合成革用聚氨酯工藝的進(jìn)一步完善，它必定會(huì)取代溶劑性合成革用聚氨酯，到時(shí)將大幅度減少排污量，而主要幾個(gè)合成革生

3、產(chǎn)集中地區(qū)的環(huán)境污染也將從源頭上得到根本性的控制。如果在發(fā)泡技術(shù)上有了實(shí)質(zhì)性的突破，那么其技術(shù)應(yīng)用將更加廣闊，彌補(bǔ)了使用單一樹脂帶來的耐久性、手感和成本方面的不足。????1實(shí)驗(yàn)部分????1.1主要原材料????聚醚二元醇N210(Mn=1000)，聚已二酸乙二醇酯（Mn=2000），:工業(yè)品,嘉興禾欣公司;TDI(80/20)、IPDI:工業(yè)品,德國拜耳公司生產(chǎn);二羥甲基丙酸(DMPA):工業(yè)品,進(jìn)口;偶氮二甲酸胺(發(fā)泡劑AC)，發(fā)泡微囊，工業(yè)品，進(jìn)口；1，4丁二醇，一縮二乙二醇(DEG)、丙酮(AT):工業(yè)品;三乙胺(TEA):化學(xué)純,上海醫(yī)藥集團(tuán)公司生產(chǎn);去離子

4、水:自制;增稠劑增亮劑消光劑及手感劑:工業(yè)品,嘉興東景公司提供。????1.2合成方法????1.2.1PU乳液的制備????在50L不銹鋼反應(yīng)釜中投入聚多元醇,在110℃真空脫水2h后降溫至90℃,加入TDI(80/20)，IPDI,在90℃保溫反應(yīng)2h;降溫至70℃,加入DMPA、DEG、,保溫反應(yīng)3h。在反應(yīng)過程中,若黏度較大時(shí)應(yīng)加AT。降溫至40℃以下,加入TEA,在高速攪拌下加水分散成水乳液,經(jīng)真空脫除丙酮后,制備出PU乳液。????1．2．1漿料的配制，????水性聚氨酯乳液，加入增稠劑增亮劑消光劑及手感劑，發(fā)泡微囊，攪拌成合成革漿料????合成技術(shù)路線示意

5、如下:????[-預(yù)聚]—[擴(kuò)鏈]---[中和]—[改性]—[乳化]---—[乳液半成品]---[加入發(fā)泡物質(zhì)及助劑]---[成品]????（2）相關(guān)反應(yīng)相關(guān)反應(yīng)????3）發(fā)泡基理：????化學(xué)發(fā)泡方法????a用一些無毒的偶氮類物質(zhì)，使其在一定溫度下反應(yīng)生成氮?dú)馐蛊つぐl(fā)泡，依靠所生成的N2使皮膜發(fā)泡。本工藝選用的是偶氮二甲酸胺，其在150攝氏度左右就分解出氮?dú)夂蜕倭康墓腆w殘?jiān)叶岚?，此發(fā)泡過程無有害物產(chǎn)生，分解溫度適合合成革生產(chǎn)工藝。????b相關(guān)反應(yīng)相關(guān)反應(yīng)????物理發(fā)泡方法????采用高質(zhì)發(fā)泡微囊，通過加熱，使內(nèi)的低沸點(diǎn)物質(zhì)受熱氣化，使微直徑增大5至10倍，

6、使皮膜具有微孔結(jié)構(gòu)。1.3乳液的測(cè)試與表征????1.3.1乳液膠膜制備????將合成的乳液在聚四氟乙烯板上流延成膜,放入烘箱中,在60℃下烘烤24h。????1.3.2吸水性的測(cè)定????稱取質(zhì)量為m1的膠膜,浸入蒸餾水中,24h后取出,用濾紙擦去表面的水,稱得質(zhì)量為m2,吸水性按下式計(jì)算:吸水性%=[(m2-m1)/m1]×100%。????1.3.3膠膜的力學(xué)性能測(cè)定????按照GB7124-1986,用智能電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。????1.3.4Ca2+離子穩(wěn)定性????在10g乳液中邊攪邊加入2g5%CaCl2的水溶液,攪勻后室溫放置24h,如

7、無分層或破乳即為合格。????1.3.5粒子大小及形態(tài)????用Zeta-sizer-3000HS型納米粒徑分析儀測(cè)定粒子大小及分布,(英國,Malvern公司,激光波長630nm,散射角90°),用JEM-100SX型透射電鏡(TEM)測(cè)乳液粒子形態(tài)。????1.3.6紅外光譜分析????傅里葉紅外光譜儀測(cè)定。????1.3.7黏度的測(cè)定????用上海精科公司NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)于25℃時(shí),測(cè)定乳液的黏度。????1.3.8熱分析(DSC)????用美國PE公司PYRIS-1型功率補(bǔ)償型差式掃描量熱儀測(cè)試聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)