双重改性水性聚氨酯分散体的合成及应用.pdf

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1、2014年第29卷第2期聚氨酯工业2014．Vo1．29No．2POLYURETHANEINDUSTRY·43·双重改性水性聚氨酯分散体的合成及应用郭玉朱强刘志刚刘顺陆嘉星(1．上海展辰涂料有限公司上海201700)(2．华东师范大学化学系上海200062)摘要：以异氰酸酯、聚己内酯二元醇、环氧树脂E一51、二羟甲基丙酸和蓖麻油为主要原料制备了环氧树脂和蓖麻油双重改性的水性聚氨酯分散体。结果表明，当NCO与OH摩尔比为1．3、DMPA添加质量分数为4％～6％、三乙胺中和度为80％时，所得涂膜铅笔硬度H，耐水性72h无异常，满足了水性木器面漆的性能要求。关键词：水性聚氨酯分散体；环氧

2、树脂；蓖麻油中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1005—1902(2014)02—0043—03水性聚氨酯分散体涂料是水性木器涂料的一个学。以上均为工业级。三乙胺(TEA)，分析纯，上海重要组成部分。单组分水性聚氨酯涂料的耐水性、润捷化学试剂有限公司。耐化学品性、对底材的润湿性、成本等一直是限制其1．2合成配方发展的主要方向¨。目前对于水性聚氨酯改性方水性聚氨酯分散体合成的基本配方见表1。法主要有丙烯酸酯改性、有机硅改性和环氧树脂改表1双重改·眭水性聚氨酯分散体的合成配方性等等。采用相关改性手段在一定程度上改善了水名称质量份性聚氨酯的部分性能，但仍然存在着许多问题有

3、待TDI20～3O解决。蓖麻油是脂肪酸的甘油酯，其分子结构中含IPDIl6—2O有羟基、长链非极性脂肪酸链和不饱和的碳碳双键，PCLl6～18蓖麻油20碳碳双键可以通过氧化进行交联。环氧树脂具有出环氧树脂6色的粘结能力、高强度，优良的附着力、低收缩率和DMPA2～lO耐水、耐化学性好等优点。TMP1本研究利用环氧树脂、蓖麻油的各自特点，通过新戊二醇6～lO接枝共聚方式将其引入水性聚氨酯分散体链段中，三乙胺1～7对水性聚氨酯分散体进行双重改性，由此制得了各1．3合成工艺方面性能都比较优异的水性木器涂料。依次在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶1实验部分中加入蓖麻油、PCL，加热升温

4、至100℃左右，脱水1．1主要原料1h。降温至50℃左右，然后加入IPDI、TDI，升温到异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯90℃，反应2h，取样分析NCO含量，加入计量的(TDI80／20)，德国巴斯夫有限公司；聚己内酯二元DMPA、TMP、环氧树脂、T一12和新戊二醇，继续反醇(PCL，M=1000)、三羟甲基丙烷(TMP)、二羟甲应，测NCO含量。在反应过程中，如果粘度过大，可基丙酸(DMPA)，瑞典Perstop公司；蓖麻油，印度加入少量丙酮调节粘度。当NCO值降低到理论值GEO-CHEMLABORATORIESPVT．LTD；新戊二醇，后，将体系温度降至室温，

5、即得预聚体。然后在预聚滨州市新科奥德科技有限公司；环氧树脂(E．51)，体中加入计量的三乙胺中和，搅拌0．5h，在较高剪长春化工(江苏)有限公司；二月桂酸二丁基锡(T一切搅拌下，加入去离子水进行乳化，最后减压蒸馏抽12)，美国气体化工产品有限公司；丙酮，韩国LG化除丙酮，即得到固体质量分数为(32±2)％的半透·44·聚氨酯工业第29卷明带蓝光的双重改性水性聚氨酯分散体。由表3可知，随着R值的增大，聚氨酯链段中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为双重改性水性聚氨酯配制的水性木器涂随着R值的增大，预聚体中残余的NCO基团在乳化料配方。时与水反应生成取代脲

6、越多，可以使内聚能增加，从表2双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强度，硬度增大。随着材料名称质量份尺值增大，吸水率逐渐减小，这是由于随着尺值的增双重改性水性聚氨酯分散体97大，生成的脲基增多，而脲基的亲水性差，故涂膜的二丙二醇单丁醚1耐水性变好，吸水率减小。在本试验体系中R值取二丙二醇单甲醚11．3时，所合成的水性聚氨酯分散体涂膜的综合性BYK_o28O．3能较好。BYK．346O．42．2DMPA用量对分散体性能的影响PIIR62O．3为了获得稳定的水性聚氨酯分散体，需要向聚1．5性能测试氨酯预聚体引入亲水性单体DMPA。当NCO／OH采用二正丁胺．盐酸滴定法

7、测定NCO值；硬度为1．3，TMP质量分数为1％，中和度为80％时，研究DMPA对双重改性水性聚氨酯分散体的影响，结采用天津市精科联材料试验机有限公司生产的QBY．Ⅱ型摆式硬度计，按GB／T1730-1993测试；果见表4。吸水率采用文献[2]方法进行测定；粘度采用上海表4DMPA用量对改性水性聚氨酯分散体性能的影响越平科学仪器有限公司生产的NDJ-4型旋转粘度计测定。漆膜的各项技术指标按照GB／T23999—2009标准测定。2结果与讨论2．1R值对分散体性能的影响