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《环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯乳-周》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯粘合剂的合成及性能研究周海峰，瞿启云，饶喜梅，许戈文*（安徽大学化学化工学院，合肥230039）摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、一缩二乙二醇、环氧树脂E-51、N-甲基二乙醇胺为主要原料合成出可用于粘合剂用的环氧树脂改性的阳离子聚氨酯乳液。研究了反应条件和配方对乳液及胶膜性能的影响。关键词：阳离子聚氨酯环氧树脂Abstract:EpoxyresinmodifiedcationicaqueouspolyurethaneemulsionwassynethesisedbyIPDI
2、、PPG、MDEA、E-51andDEG.Theinfluencesofthereactionadditionandratioontheemulsionandfilmwereinvestigated.keywords:cationpolyurethane;epoxyresin;前言聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点而广泛应用于皮革涂饰、涂料、胶粘剂等行业。在聚合物主链上引入少量的离子基团可改善聚合物的性能而拓宽其应用领域。聚氨酯离子体是在聚氨酯主链上除含有多个氨基甲酸酯基团外,还含有
3、多个离子基团的化合物,当这些较均匀或无规分布在大分子链上的离子基团被中和成盐后可自行地分散在水中而形成稳定的分散液。水性聚氨酯以其无毒、不易燃、不污染环境等优点愈来愈受到消费者的青睐,主要用作纸张、木材、纤维、皮革等的表面涂饰。其中阳离子型水性聚氨酯对疏水性的聚酯、丙烯基类纤维具有良好的润湿性,在化学纤维涂层整理、复合中应用较广。但与溶剂型聚氨酯相比，由于存在亲水性基团，胶膜的耐水性等还存在一定的差距。为改善水性聚氨酯乳液及涂膜性能、扩大水性聚氨酯的应用范围,就必须对水性聚氨酯进行适当的改性。本工作研究了加入少
4、量环氧树脂(EP),引入交联结构来改性水性聚氨酯,提高涂膜的耐水性,同时显著改善其力学性能等。一、实验部分1、主要实验原料和规格异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；聚醚二元醇(Mn=1000～3000)；一缩二乙二醇(DEG)；环氧树脂E-51；N-甲基二乙醇胺（MDEA）；冰醋酸(CH3COOH)；以上均为工业级，二月桂酸二丁基锡(T-12)；辛酸亚锡(T-9)。2、水性聚氨酯树脂的合成在干燥氮气保护下,将PPG，IPDI，E-51按计量加入三口烧瓶中并加混合催化剂,混合均匀后升温至85℃左右反应2h,再加入适量
5、DEG，85℃左右反应1h,最后加入MDEA和丙酮60℃反应至NCO含量不再变化，降温至40℃出料。将预聚体用CH3COOH中和后加水进行高速乳化,得到乳液。减压蒸馏脱去溶剂即得产品。3、膜的制备将不同配方制备好的水性PU乳液放置在自制的玻璃膜板中,室温成膜后放入60℃的烘箱中干燥恒重,放置在干燥器中备用。4、吸水率的测定将乳液干燥成膜,准确称取2g左右的涂膜样品,放入烘箱中在100℃下进行干燥,在室温下放入蒸馏水中浸泡,观察其发白时间。5、红外光谱测定将全反射红外光谱技术(ATR)应用于水性聚氨酯胶膜检测。采
6、用Nexus-870型FT-IR全反射红外光谱仪（美国Nicolet仪器公司）测试,测出红外光谱并分析比较所获得的图谱。二、结果与讨论：1、红外光谱分析图1水性聚氨酯其胶膜的ATR（全反射红外光谱）光谱图由图1可见：3400cm-1为N-H伸缩振动吸收峰，文献[1]认为N-H游离态吸收峰在3449cm-1左右，氢键化在3295cm-1附近，因此，胶膜的N-H键已氢键化。2971cm-1，2927cm-1，2872cm-1为CH3，CH2，CH的伸缩振动吸收峰，1714cm-1为酯羰基吸收峰。硬段上的羰基,游离态
7、吸收峰在1732cm-1左右,有序化氢键的吸收峰在1701-1703cm-1左右。因此,胶膜中有部分C=O氢键化。1105cm-1为 C-O-C吸收峰。1241cm-1为环氧树脂的特征吸收峰[2]。红外光谱分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯的合成。2、反应条件的选择2．1环氧树脂的加入方式对反应的影响环氧树脂为多羟基化合物，为和-NCO发生反应提供了可能性。本实验分别在不同的合成阶段中加入E-51。发现如果在第一步的反应中加入E-51，能够形成均一稳定的乳液。如果在扩链阶段加入，形成的乳液放置一定的时间后，上层会
8、漂有少量的油状物，根据对比实验可以判断出该油状物为未反应的环氧树脂。原因可能是在扩链阶段加入，由于同时存在E-51和小分子扩链剂，而E-51的粘度和分子量较大在此阶段扩散较难，难以充分的发生分子间的碰撞，在相同的反应时间内不能完全的反应，因此最后的乳液中存在未反应的环氧树脂。所以合理的改性过程应该在第一步加入环氧树脂。水性聚氨酯的合成方法主要有外乳化法和自乳化法，本试验采用自乳化法既在
