高强 1,付婷 2,黄美婷 1,梁勇 1 (1.广东花果山环保科技有限公司,广东 佛山 528325;2.顺德职业技术学院,广东 佛山 528325)
水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane, WPU)以水为介质, 具有无毒环保等优点,但其涂膜的耐水、耐溶剂等性能与溶剂 型聚氨酯有明显的差距[1,2]。为改善 WPU 的这些缺陷,目前常 见的有环氧改性、丙烯酸改性、硅烷改性、纳米材料改性和交 联改性等[3-8]。交联改性是最简单且最常用的方法,可分为内 交联改性和外交联改性两种方式。其中采用外交联法得到的双 组分聚氨酯胶膜性能较好。但双组分聚氨酯需要提前配制,不 仅存在活化期限制等问题,而且大部分的外交联剂具有毒性和 操作复杂等问题。为获得性能更优的单组分 WPU,研究人员 进行了大量的研究[9-11]。高笑飞等研究了三羟甲基丙烷(TMP)用量对 WPU 的乳液和胶膜性能影响,发现经 TMP 交联后WPU 织物涂层可以达到外交联型 WPU 相当的效果[12]。徐杨 等以四乙烯五胺为多胺类内交联剂合成 WPU,并应用于羊毛 织物的防缩整理。发现其整理后的羊毛织物防缩效果好,手感 无明显变化[13]。Liang Zhong 等以(3-(2-氨基乙基)氨基丙基)三 甲氧基硅烷(KH-792)为二胺扩链剂制备出了一系列具有侧链 自交联的 WPU,发现 KH-792 的加入提高了 WPU 薄膜的拉伸 强度、疏水性、耐水性和热稳定性,用自交联后的 WPU 制备 的水性聚氨酯清漆的铅笔硬度、附着力、耐水和抗粘连性能都 有提升[14]。然而,目前的这些研究都是针对单一交联单体进 行研究,虽然对于这些交联单体的作用及机理都有深入探索, 但是,目前还未见有文献对于不同的内交联单体的改性效果进 行对比研究。
本文采用预聚体法工艺合成 WPU,以异佛尔酮二异氰酸 酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主 要原料,分别以 TMP、二乙烯三胺(DETA)和 KH-792 为内交 联单体合成 WPU,通过探讨不同交联单体及用量对 WPU 乳液性能、胶膜力学性能和热性能的影响,为获得高性能单组分WPU 的研究和应用提供参考。由于 TMP 的官能团是羟基,在 预聚扩链反应阶段加入;DETA 和 KH-792 的官能团为氨基, 在分散后扩链阶段加入。
为方便阅读,本文移除了脚注。如有需要,请参阅《广东化工》 2023 年 第 20 期第 50 卷 总第 502 期 END
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