复合改性水性聚氨酯技术进展

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1、复合改性水性聚氨酯技术进展鲍俊杰，钟达飞，谢伟，许戈文*(安徽大学化学化工学院，合肥230039)摘耍：综述了水性聚氨酯复合改性的几种最常用的改性方法，介绍了环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸酯改性、有机硅丙烯酸酯双改性、纳米材料改性这几种不同复合改性技术的特点和方法，同时介绍了各种复合改性技术的最新进展，并对各种复合改性技术的进一步发展作了展望。关键词：水性聚氨酯；复合改性；进展ProgressofCompoundMod讦icationTechnologyforWaterbornePolyurethaneBaoJunjie,ZhongDafei,XieWe

2、i,XuGewen(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,AnhuiUniversity,Hefei23009)Abstract:Researchprogressofcompoundmodificationtechnologyofwaterbornepolyurethaneisreviewedinthispaper.Thesynthesisandmethodsofwaterbornepolyurethanemodifiedbyepoxyresin,organsilicon,acrylicresin,acrylicr

3、esinandsilicone,nanofillersareintroduced・Theadvantagesforeachmodificationtechnologyarealsoindicated.Intheendofthispaper,theprospectivedevelopmentofthesecompoundmodificationtechnologyisputforward.Keywords:waterbornepolyurethane；compoundmod讦ication；progress随着环保法律法规的健全和人们环保意识的加强，聚氨酯材

4、料的水性化日益受到重视，水性聚氨酯的研究与开发具有重耍的应用价值⑴。为了更好的提高水性聚氨酯的综合性能，扩大应用范围，需对聚氨酯乳液进行适当的改性。近年來改性研究已成为一大热点，许多科研工作者进行了深入、全面的研究，改性方法也日新月异。冃前，改性途径大致可分为四类：（1）改进单体和合成工艺；（2）添加助剂；（3）实施交联；（4）优化复合⑵。其中尤以优化复合最为引人注目。水性聚氨酯乳液的优化复合改性主要有:环氧树脂改性、聚硅氧烷改性、丙烯酸改性、纳米材料复合改性等，本文主要介绍了这些改性技术的特点、方法及研究进展。1、环氧树脂改性1.1环氧树脂的特点环氧树脂

5、（EP）具有许多优良的性能，如种类多、易固化、机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性好、成本低，还具备高模量、高强度和热稳定性好等特点，早已成为应用广泛的热固性塑料，在机械、电子、涂料等领域发挥着日益重要的作用。但是，环氧树脂也存[3・4]在一些突出缺点，如韧性差，抗冲击强度低固化后质脆，从而限制了其在某些领域内的应用。经环氧树脂改性的水性聚氨酯力学性能、粘接强度、耐水、耐溶剂等性能都会得到提高。1.2环氧改性水性聚氨酯制备方法环氧改性水性聚氨酯的制备方式主要有两种：⑴机械共混共混法一般是先合成聚氨酯预聚体，再将适量的环氧树脂均匀分散在

6、预聚体屮，然后对混有环氧树脂的预聚体进行乳化，最终得到环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。机械共混法制得的环氧树脂改性水性聚氨酯乳液中,环氧树脂与聚氨酯之间没有化学键的结合，环氧树脂不具亲水性，而聚氨酯链屮的竣基及聚讎链段对水具有亲和性，当两者在水屮乳化时‘被环氧树脂包覆在聚氨酯⑸链中，有可能会形成一定的核•壳结构。⑵共聚共聚法一般用双酚A型环氧树脂，这种树脂具有仲轻基和环氧基，可与聚氨酯预聚体进行共聚，制成预聚体，再乳化于水。环氧树脂参与水性聚氨酯的合成反应，主要是环氧树脂链两端的环氧基优先参与反应，其次是环氧树脂分子上的拜基参与反应，另外存在氨基甲酸酯基与环

7、氧基发生⑹开环反应，后两类反应为交联反应。环氧树脂的加料工艺主要冇三种：方式一，环氧树脂与聚醍多元醇在反应初期加入到反应器；方式二，环氧树脂与小分子扩链剂在反应中期一起加入到反应器；方式三，环氧树脂与亲水[7-9]扩链剂在反应后期一起加入到反应器中，以上三种方式均有报道。1.3环氧改性水性聚氨酯的应用及研究进展[10]环氧改性水性聚氨酯在胶粘剂、涂料上已有应用报道。郭俊杰等合成了用于粘接复合薄膜的环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂，改性后的胶粘剂对多种复合薄膜都表现出较强的粘接性能，剥离强度进一步提高,外观贮存稳定性良好，且在固含量下降为30%后仍然具有较强的粘

8、接性能。本[7]课题组曾通过环氧树脂与聚氨酯的接枝反应，合成了环氧