聚氨酯微交联弹性乳液的制备与研究

《聚氨酯微交联弹性乳液的制备与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、聚氨酯微交联弹性乳液的制备与研究纪晨旭，姚金水*，孙希军，王大伟(山东轻工业学院材料科学与工程学院，济南250353)摘要：通过丙烯酸－β－羟乙酯与端异氰酸酯基聚氨酯预聚物的反应，制备了可参与聚合的聚氨酯大单体，并作为交联剂，采用乳液聚合的方法，对丙烯酸酯乳液进行改性，制备弹性乳液。考察了聚氨酯、乳化剂的用量以及温度对乳液的影响。对乳液涂膜进行了FTIR和DSC的表征。研究证明，改性乳液具有较好的成膜性，其涂膜具有较好的弹性和机械性能。关键词：聚氨酯，交联剂，弹性乳液，微交联ThePreparationandResearchofPolyurethaneMicro-cross-linkinge

2、lasticEmulsionJIChen-xuYAOJin-shui*SUNXi-junWANGDa-wei(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan,250353,China)Abstract:Thepolyurethanecross-linkingagentwaspreparedbyHEAandpolyurethaneprepolymer.Theelasticemulsionwaspreparedbyemulsionpolymerizationthroughthemodifi

3、cationofacrylateemulsion.Theinfluenceofthetemperatureandthecontentofpolyurethaneandemulsifierswerediscussed.ThefilmswerecharacterizedbyFTIRandDSCmeasurement.Thestudieshaveshownthat,thereisabetterfilmingandofthemodifiedemulsionandtherearebettermechanicalpropertiesoftheelasticfilm.Keywords:polyuretha

4、ne,cross-linkingagent,elasticemulsion,micro-cross-linking现在普遍采用的乳胶漆用乳液如纯丙乳液，苯丙乳液等，都是线性共聚物。常温下处于玻璃态，冬天难免变得硬而脆，容易产生微裂纹而失去保护和装饰作用[1]。为此，就需要增加软单体用量以降低其玻璃化温度，而使其在常温下具有弹性，但这又同时降低了其粘流温度，耐粘污性显著下降，导致夏天容易变软甚至发粘。而弹性乳液在增加软单体的同时引入微交联，既降低了玻璃化温度，又避免了夏天发粘的问题。其弹性通过交联键来维持，就像橡胶的硫化一样。因此，弹性乳液的合成成为乳胶漆用乳液的研究热点。鉴于此，本课题组利用

5、双键封端型聚氨酯作为交联剂对丙烯酸酯乳液进行改性，制备微交联弹性乳液。通过此方法既制备了弹性乳液，又使该乳液兼具聚氨酯和丙烯酸酯乳液的优点[2,3]。在制备乳液的过程中，避免了有机溶剂的使用，降低了有机溶剂对乳液性能的影响及对环境的污染，减少了生产成本。通过聚氨酯的交联作用，显著提高了复合乳液的成膜性及涂膜的弹性和机械性能。1实验部分1.1试剂过硫酸钾（KPS），天津市化学试剂三厂;辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10）,天津市河东区红岩试剂厂;丙烯酸丁酯（BA），天津市光复精细化工研究所；2,4－甲苯二异氰酸酯（TDI）：天津市美宇化工有限公司；聚醚二醇（DL-1000）、丙烯酸－β－羟乙酯（HE

6、A）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、十二烷基硫酸钠（SDS）、PH值缓冲剂：碳酸氢钠，天津市博迪化工有限公司；所用试剂均为分析纯（AP）。1.2实验仪器NEXUS470FT-IR红外光谱仪(美国Nicolet公司)，JB50－D型增力电动搅拌器，四口烧瓶(250mL)，电接点式玻璃温度计，电压调节控制器。1.3实验步骤1.3.1聚氨酯交联剂的制备[4-6]将TDI水浴加热到60℃左右，减压使烧瓶内保持一定的真空度并进行搅拌，后加入脱水后的DL-1000使其在60℃反应0.5h，然后升温到80℃反应2h，得到聚氨酯预聚物。再加入HEA对聚氨酯预聚物进行封端，反应2h，得到双键封端型聚氨酯。反应式如

7、图1：图1制备双键封端型聚氨酯反应式Fig1Chemicalequationofcappedpolyurethane1.3.2弹性乳液的制备[7-9]在装有温度计、搅拌器、恒压漏斗和回流冷凝管的四口瓶中加入适量乳化剂、水和pH值缓冲剂，强烈搅拌充分溶解；然后采用MMA，BA充分溶解聚氨酯交联剂得到混合单体，此过程中无需加入乳化剂；引发剂用去离子水充分溶解。水浴升温至80℃，将反应单体与引发剂分次缓慢加入到反应