磺酸盐型自消光水性聚氨酯的研究进展

发布时间:2020-10-28

磺酸盐型水性聚氨酯与羧酸型水性聚氨酯相比具有乳液稳定性高、无需中和剂、气味小、结晶度高、结晶速度快、初粘强度高的特点。在制备自消光WPU时磺酸扩链剂与羧酸扩链剂共用,两者总用量较小,使乳液粒径达到微米级的同时具有良好的稳定性。乙二胺基乙磺酸钠是常用的磺酸盐扩链剂,含有的伯氨基和仲氨基能够与异氰酸酯反应,乳化时加入能起到扩链作用。

用聚四氢呋喃二醇(PTMG1000IPDI、二羟甲基丙酸(DMPA)制备预聚体,以乙二胺基乙磺酸钠(A95)、水合肼为后扩链剂制备WPU消光树脂,探讨原料用量对水性聚氨酯膜光泽的影响,结果表明:R值、DMPA、水合肼和A95用量分别为1.7~2.12.2%~2.8%45%0.84%,水性聚氨酯膜表面有较为规整的微球结构,可以获得稳定性优异的乳液和平光效果良好的WPU膜。

PTMG1000IPDIDMPA为反应单体,A95、水合肼为后扩链剂,制备水性聚氨酯消光树脂分散体。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征其结构,用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)分析膜的表面结构。结果表明:WPU膜表面微观结构符合消光机理,w(铋酸催化剂)=0.016%w(水合肼)=45%w(DMPA)=2.6%w(A95)=0.084%,制备的聚氨酯膜的消光性能最优。

水性聚氨酯

使用二乙醇胺为羧酸中和剂、2-(2氨基乙基)氨基]乙磺酸钠和水合肼为后扩链剂制备自消光WPU,相对于传统消光树脂,因为没有添加消光物质,在取得消光效果的前提下,最大程度地保持了聚氨酯优良的物理性能

用三羟甲基丙烷(TMP)和乙二胺基乙磺酸钠(AAS)合成一系列自消光水性聚氨酯,研究两者用量对性能的影响发现,TMP用量增加,乳液粒径增大,而光泽和透光率逐渐减小。扫描电子显微镜显示:TMP用量超过1%,膜表面有球形凸起出现;AAS用量增加,乳液粒径减小,而光泽度和透光率逐渐增大,AAS能够明显提高水性聚氨酯的稳定性。综合各性能考虑,AAS用量为0.5%,TMP用量为1.0%~1.5%,能够得到稳定性好,光泽度低的自消光WPU乳液。

使用实验室自制的AAS,采用自乳化法制备一系列自消光WPU,研究该WPU表面光泽度、接触角、粗糙度和形貌发现,当乳液粒径为2.5~3.0μm,膜表面粗糙系数RaRq均大于1,能够达到最佳消光效果。该自消光WPU具有优异的物理和机械性能,可以用作木材哑光清漆。

以磺酸盐和羧酸盐作为共亲水基团,采用无溶剂法制备了自消光WPU。研究表明,该自消光WPU乳液的粒径为0.8~3.0μm,在干燥过程中形成同样大小的球形凸起,达到消光效果:提高软段的分子质量能够提高自消光WPU的热稳定性;磺酸盐扩链剂用量大的样品消光效果更好,同时具有较髙的分子质量、较低的吸水率和良好的热稳定性。

本文标签: 水性聚氨酯

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