室温自干型水性PUA木器涂料doc-环球聚氨酯网-聚氨酯

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1、室温自干型水性PUA木器涂料   朱宁香，叶代勇，陈焕钦   环境保护已成为世界的共同责任，因此，研究和开发环保型涂料已经成为各国研究的重点和热点。环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和辐射固化涂料已成为涂料发展的主要方向。聚氨酯树脂(PU)因其具有良好的物理力学性能，一定的耐水性、优用的低温柔韧性、耐候性、耐碱性、弹性等，在涂料、胶粘剂、印染、油墨等行业得到了广泛的应用。随着人们环保意识日益增强和各国环保法规的相继出台，溶剂型聚氨酯涂料由于其挥发性有机物(VOC)含量高，严重污染了生态环境，故其应用越来越受到限制。水性

2、聚氨酯(WPU)涂料具有溶剂型聚氨酯涂料大部分优异性能，加之其溶剂为水，已经成为研究的热点。但由于水性聚氨酯涂料在耐水性、耐化学品性以及硬度等方面的不足仍限制了其应用范围。因此，提高水性PU树脂的性能成为国内水性涂料聚氨酯发展的关键所在。   本实验在合成水性聚氨酯的基础上对其进行了多重改性，制备了性能优异的水性聚氨酯分散体及其涂料，分析测试表明，WPU涂料是一种经济环保的高性能涂料。   1实验部分    1.1树脂合成    1.1.1实验原料   实验原料见表1。表1水性聚氨酯主要原料Table1Mainrawmate

3、rialsofsynthesisofPUAhybriddispersion原料名称规格备注甲苯二异氰酸酯(TDI-80)工业级直接使用聚醚二元醇（N220）工业级减压蒸馏1,4-丁二醇(BDO)工业级直接使用三羟甲基丙烷（TMP）工业级直接使用二羟甲基丙酸(DMPA)工业级直接使用环氧树脂（E-20）工业级直接使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)工业级直接使用偶氮二异丁腈（AIBN）分析纯重结晶三乙胺(TEA)分析纯直接使用乙二胺（EDA）分析纯直接使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)化学纯直接使用丙酮（AT）工业级，水分＜0.2%直接使

4、用表2WPUA树脂技术指标Table2PropertyofWPUA检测项目技术指标检测方法外观蓝相乳白半透明液体目测黏度/s20-40涂-4杯，室温固含量／%35±2GB／T1725-1979pH值6.0-8.0pH试纸贮存稳定性无异常变化50℃，1个月离心稳定性无沉淀，无分层4000r/min，15minCa2+稳定性通过GB/T1763-1979(1989)单体转化率/%＞90固含量法粒径/nm(TEA)70Malvem粒度仪粒子形态核壳结构TEM    原位聚合：在50-90℃在2-5h内滴加引发剂AIBN进行聚合，再

5、降温到环境温度出料，静置过滤，减压蒸馏脱去溶剂即得WPUA复合分散体，分散体的主要性能如表2所示。   1.2清漆配制   1.2.1清漆配方   以本实验合成的WPUA树脂为成膜物质，添加适量的助剂，在一定的分散工艺下制备了WPUA木器漆，其配方如表3所示。   1.2.2实验步骤   用电子称准确称取WPUA分散体置于分散机中，在600r/min下预分散15min；加入预混合的去离子水和助溶剂，然后按配方依次加入其他助剂，继续搅拌20min，调节体系黏度和pH值并消泡后过滤，出料包装即得WPUA木器清漆。   将制备的清

6、漆分别刷涂在马口铁片、玻璃板和聚四氟乙烯膜上测试其性能。表3室温自干型WPUA木器清漆配方Table3Vanishofambienttemperatureair-dryingWPUAforwood原料名称规格质量分数/%WPUA树脂35%，自制95-98去离子水自制0.5-0.15润湿分散剂BYK-3460.1-0.3消泡剂BYK-3800.2-0.5流平剂BYK-3800.5-1.0成膜助剂乙二醇丁醚1.0-3.0增稠剂BYK-17700.5-1.5pH调节剂AMP-950.1-0.5防霉剂SkaneM-8适量防冻剂核壳结

7、构TEM   2结果与讨论   2.1树脂合成工艺   2.1.1WPU合成基本反应   聚氨酯的合成是氢转移的逐步聚合使链增长的过程，又称为加成聚合过程。具体过程如下：WPU合成基本反应   水性聚氨酯的最大的缺点就是其耐水性差，而对木器涂料一般要求涂膜具有良好的耐水性，因而传统的水性聚氨酯涂料在木器上的应用受到了极大的限制。提高水性聚氨酯涂料的耐水性的一个重要的方法就是提高交联度。三羟甲基丙烷(TMP)是常用的三官能度的小分子交联剂。本实验考察了TMP的用量对分散体黏度和涂膜吸水率的影响，如图1（略）所示。从图可以看出，

8、最佳的TMP用量为羟基总量的5.2%。   2.1.3环氧树脂E-20改性   环氧树脂为多羟基化合物，在与聚氨酯反应时可以将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构而使性能更为优异。环氧树脂E-20对涂膜吸水率和硬度的影响如图2（略）所示。   加入环氧树脂后，产品的耐水性有明显的提高