雙重改性水性聚氨酯分散體的合成及應(yīng)用.pdf

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1、2014年第29卷第2期聚氨酯工業(yè)2014．Vo1．29No．2POLYURETHANEINDUSTRY·43·雙重改性水性聚氨酯分散體的合成及應(yīng)用郭玉朱強(qiáng)劉志剛劉順陸嘉星(1．上海展辰涂料有限公司上海201700)(2．華東師范大學(xué)化學(xué)系上海200062)摘要：以異氰酸酯、聚己內(nèi)酯二元醇、環(huán)氧樹脂E一51、二羥甲基丙酸和蓖麻油為主要原料制備了環(huán)氧樹脂和蓖麻油雙重改性的水性聚氨酯分散體。結(jié)果表明，當(dāng)NCO與OH摩爾比為1．3、DMPA添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％～6％、三乙胺中和度為80％時，所得涂膜鉛筆硬度H，耐水性72h無異常，滿足了水性木器面漆的性能要求。關(guān)鍵詞：水性聚氨酯分散體；環(huán)氧

2、樹脂；蓖麻油中圖分類號：TQ323．8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005—1902(2014)02—0043—03水性聚氨酯分散體涂料是水性木器涂料的一個學(xué)。以上均為工業(yè)級。三乙胺(TEA)，分析純，上海重要組成部分。單組分水性聚氨酯涂料的耐水性、潤捷化學(xué)試劑有限公司。耐化學(xué)品性、對底材的潤濕性、成本等一直是限制其1．2合成配方發(fā)展的主要方向¨。目前對于水性聚氨酯改性方水性聚氨酯分散體合成的基本配方見表1。法主要有丙烯酸酯改性、有機(jī)硅改性和環(huán)氧樹脂改表1雙重改·眭水性聚氨酯分散體的合成配方性等等。采用相關(guān)改性手段在一定程度上改善了水名稱質(zhì)量份性聚氨酯的部分性能，但仍然存在著許多問題有

3、待TDI20～3O解決。蓖麻油是脂肪酸的甘油酯，其分子結(jié)構(gòu)中含IPDIl6—2O有羥基、長鏈非極性脂肪酸鏈和不飽和的碳碳雙鍵，PCLl6～18蓖麻油20碳碳雙鍵可以通過氧化進(jìn)行交聯(lián)。環(huán)氧樹脂具有出環(huán)氧樹脂6色的粘結(jié)能力、高強(qiáng)度，優(yōu)良的附著力、低收縮率和DMPA2～lO耐水、耐化學(xué)性好等優(yōu)點。TMP1本研究利用環(huán)氧樹脂、蓖麻油的各自特點，通過新戊二醇6～lO接枝共聚方式將其引入水性聚氨酯分散體鏈段中，三乙胺1～7對水性聚氨酯分散體進(jìn)行雙重改性，由此制得了各1．3合成工藝方面性能都比較優(yōu)異的水性木器涂料。依次在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口燒瓶1實驗部分中加入蓖麻油、PCL，加熱升溫

4、至100℃左右，脫水1．1主要原料1h。降溫至50℃左右，然后加入IPDI、TDI，升溫到異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、甲苯二異氰酸酯90℃，反應(yīng)2h，取樣分析NCO含量，加入計量的(TDI80／20)，德國巴斯夫有限公司；聚己內(nèi)酯二元DMPA、TMP、環(huán)氧樹脂、T一12和新戊二醇，繼續(xù)反醇(PCL，M=1000)、三羥甲基丙烷(TMP)、二羥甲應(yīng)，測NCO含量。在反應(yīng)過程中，如果粘度過大，可基丙酸(DMPA)，瑞典Perstop公司；蓖麻油，印度加入少量丙酮調(diào)節(jié)粘度。當(dāng)NCO值降低到理論值GEO-CHEMLABORATORIESPVT．LTD；新戊二醇，后，將體系溫度降至室溫，

5、即得預(yù)聚體。然后在預(yù)聚濱州市新科奧德科技有限公司；環(huán)氧樹脂(E．51)，體中加入計量的三乙胺中和，攪拌0．5h，在較高剪長春化工(江蘇)有限公司；二月桂酸二丁基錫(T一切攪拌下，加入去離子水進(jìn)行乳化，最后減壓蒸餾抽12)，美國氣體化工產(chǎn)品有限公司；丙酮，韓國LG化除丙酮，即得到固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(32±2)％的半透·44·聚氨酯工業(yè)第29卷明帶藍(lán)光的雙重改性水性聚氨酯分散體。由表3可知，隨著R值的增大，聚氨酯鏈段中1．4配漆成膜氨基甲酸酯基增多，即硬段的比例增大，硬度增大。表2為雙重改性水性聚氨酯配制的水性木器涂隨著R值的增大，預(yù)聚體中殘余的NCO基團(tuán)在乳化料配方。時與水反應(yīng)生成取代脲

6、越多，可以使內(nèi)聚能增加，從表2雙重改性水性聚氨酯木器涂料配方而提高水性聚氨酯成膜物的強(qiáng)度，硬度增大。隨著材料名稱質(zhì)量份尺值增大，吸水率逐漸減小，這是由于隨著尺值的增雙重改性水性聚氨酯分散體97大，生成的脲基增多，而脲基的親水性差，故涂膜的二丙二醇單丁醚1耐水性變好，吸水率減小。在本試驗體系中R值取二丙二醇單甲醚11．3時，所合成的水性聚氨酯分散體涂膜的綜合性BYK_o28O．3能較好。BYK．346O．42．2DMPA用量對分散體性能的影響PIIR62O．3為了獲得穩(wěn)定的水性聚氨酯分散體，需要向聚1．5性能測試氨酯預(yù)聚體引入親水性單體DMPA。當(dāng)NCO／OH采用二正丁胺．鹽酸滴定法

7、測定NCO值；硬度為1．3，TMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，中和度為80％時，研究DMPA對雙重改性水性聚氨酯分散體的影響，結(jié)采用天津市精科聯(lián)材料試驗機(jī)有限公司生產(chǎn)的QBY．Ⅱ型擺式硬度計，按GB／T1730-1993測試；果見表4。吸水率采用文獻(xiàn)[2]方法進(jìn)行測定；粘度采用上海表4DMPA用量對改性水性聚氨酯分散體性能的影響越平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的NDJ-4型旋轉(zhuǎn)粘度計測定。漆膜的各項技術(shù)指標(biāo)按照GB／T23999—2009標(biāo)準(zhǔn)測定。2結(jié)果與討論2．1R值對分散體性能的影響