磺酸鹽型自消光水性聚氨酯的研究進展

2020-10-28 安大華泰水性聚氨酯

磺酸鹽型水性聚氨酯與羧酸型水性聚氨酯相比具有乳液穩定性高、無需中和劑、氣味小、結晶度高、結晶速度快、初粘強度高的特點。在製備自消光WPU時磺酸擴鏈劑與羧酸擴鏈劑共用,兩者總用量較小,使乳液粒徑達到微米級的同時具有良好的穩定性。乙二胺基乙磺酸鈉是常用的磺酸鹽擴鏈劑,含有的伯氨基和仲氨基能夠與異氰酸酯反應,乳化時加入能起到擴鏈作用。

用聚四氫呋喃二醇(PTMG1000、IPDI、二羥甲基丙酸(DMPA)製備預聚體,以乙二胺基乙磺酸鈉(A95)、水合肼為後擴鏈劑製備WPU消光樹脂,探討原料用量對水性聚氨酯膜光澤的影響,結果表明:當R值、DMPA、水合肼和A95用量分別為1.7~2.1、2.2%~2.8%、45%和0.84%時,水性聚氨酯膜表面有較為規整的微球結構,可以獲得穩定性優異的乳液和平光效果良好的WPU膜。

以PTMG1000、IPDI、DMPA為反應單體,A95、水合肼為後擴鏈劑,製備水性聚氨酯消光樹脂分散體。利用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)表徵其結構,用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)分析膜的表面結構。結果表明:WPU膜表面微觀結構符合消光機理,當w(鉍酸催化劑)=0.016%、w(水合肼)=45%、w(DMPA)=2.6%、w(A95)=0.084%時,製備的聚氨酯膜的消光性能最優。

水性聚氨酯

使用二乙醇胺為羧酸中和劑、2-【(2氨基乙基)氨基]乙磺酸鈉和水合肼為後擴鏈劑製備自消光WPU,相對於傳統消光樹脂,因為沒有添加消光物質,在取得消光效果的前提下,最大程度地保持了聚氨酯優良的物理性能。

用三羥甲基丙烷(TMP)和乙二胺基乙磺酸鈉(AAS)合成一系列自消光水性聚氨酯,研究兩者用量對性能的影響發現,隨TMP用量增加,乳液粒徑增大,而光澤和透光率逐漸減小。掃描電子顯微鏡顯示:當TMP用量超過1%時,膜表面有球形凸起出現;隨AAS用量增加,乳液粒徑減小,而光澤度和透光率逐漸增大,AAS能夠明顯提高水性聚氨酯的穩定性。綜合各性能考慮,當AAS用量為0.5%,TMP用量為1.0%~1.5%時,能夠得到穩定性好,光澤度低的自消光WPU乳液。

使用實驗室自製的AAS鹽,採用自乳化法製備一系列自消光WPU,研究該WPU表面光澤度、接觸角、粗糙度和形貌發現,當乳液粒徑為2.5~3.0μm,膜表面粗糙係數Ra和Rq均大於1時,能夠達到最佳消光效果。該自消光WPU具有優異的物理和機械性能,可以用作木材啞光清漆。

以磺酸鹽和羧酸鹽作為共親水基團,採用無溶劑法製備了自消光WPU。研究表明,該自消光WPU乳液的粒徑為0.8~3.0μm，在乾燥過程中形成同樣大小的球形凸起,達到消光效果:提高軟段的分子質量能夠提高自消光WPU的熱穩定性;磺酸鹽擴鏈劑用量大的樣品消光效果更好,同時具有較髙的分子質量、較低的吸水率和良好的熱穩定性。

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