高性能水性聚氨酯地毯膠的研制.pdf

1、聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱，通常是由低聚物聚酯/聚醚多元醇組成軟段，二異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑構(gòu)成硬段，聚氨酯的軟硬度可以通過(guò)分子結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，同時(shí)由于軟硬段的微相分離造就了聚氨酯獨(dú)特的力學(xué)性能。聚氨酯分子中存在大量的極性鍵，在分子間容易形成氫鍵，由于氫鍵的作用，使聚氨酯具有高粘接強(qiáng)度，以及較好的強(qiáng)度、耐磨、耐水、耐溶劑，耐低溫和等性能,可以廣泛用于粘合劑、涂料、皮革涂飾劑、紡織助劑、造紙工業(yè)助劑、醫(yī)藥和電子材料等等。

2、r>　　 近年來(lái)，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越受到大家的關(guān)注，世界各國(guó)正在采取嚴(yán)厲的措施限制揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放。在聚氨酯行業(yè)中，傳統(tǒng)的溶劑型涂料含有大約50％的有機(jī)溶劑，即揮發(fā)性的有機(jī)物(VOC)和有害大氣污染物，是重要的環(huán)境污染物之一。在這種情況下，水性聚氨酯應(yīng)運(yùn)而生，水性聚氨酯的分散介質(zhì)是水、對(duì)空氣沒(méi)有污染、節(jié)能并且不使用分散劑，符合眾多行業(yè)的需要，又不污染環(huán)境，因此是國(guó)內(nèi)外聚氨酯研究的主要方向。
　

3、　 本章首先以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG,Mn=1000,2000,4000)、聚氧化丙烯二醇(PPG,Mn=1000,2000)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA,Mn=2000)聚己二酸己二醇酯二醇(PHA,Mn=2000)和三羥甲基丙烷(TMP)、一縮二乙二醇(DEG)和二羥甲基丙酸(DMPA)等為主要原料合成了一系列水性聚氨酯，通過(guò)紅外、DS

4、C、TG、XRD、電子拉力試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試探討了聚氨酯的軟硬段種類及含量對(duì)水性聚氨酯的影響，深刻研究了水性聚氨酯結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。研究表明，由IPDI合成的水性聚氨酯的綜合性能要優(yōu)于其它異氰酸酯合成的水性聚氨酯；隨著PEG的分子量從1000增加到4000的過(guò)程中，水性聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在逐漸減小，但是水性聚氨酯的結(jié)晶性能卻越來(lái)越明顯。聚醚可以提高水性聚氨酯的斷裂伸長(zhǎng)率，柔軟性，耐低溫，耐曲折性；而聚酯則可以提高水性聚氨酯的拉伸強(qiáng)度、硬度

5、、耐水性等特點(diǎn)。所以在實(shí)際生產(chǎn)中采用聚醚和聚酯混合來(lái)進(jìn)行。小分子擴(kuò)鏈劑和親水性擴(kuò)鏈劑DMPA的用量對(duì)水性聚氨酯的力學(xué)性能也有很大的影響，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，采用DEG和DMPA用量在3.3％左右可以獲得較好的產(chǎn)品。
　　 在探討了水性聚氨酯結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系及影響因素的基礎(chǔ)上，采用內(nèi)交聯(lián)法，以IPDI、TDI，低聚物聚酯多元醇，低聚物聚醚多元醇等為主要原料合成交聯(lián)型水性聚氨酯，然后通過(guò)紅外、粒徑大小、膠膜的力學(xué)性能等方面對(duì)水性聚氨酯地

6、毯膠的宏觀和微觀方面的性能進(jìn)行探討。研究結(jié)果表明，當(dāng)異氰酸酯的-NCO與低聚物多元醇的-OH比值為3.5，內(nèi)交聯(lián)劑TMP的添加量與低聚物多元醇的摩爾比為1/10，親水性擴(kuò)鏈劑DMPA占樹(shù)脂總量1.8％，環(huán)氧樹(shù)脂的添加量為樹(shù)脂總量6％左右，外交聯(lián)劑氮丙啶加入量占樹(shù)脂總量的1％，再加入有機(jī)硅化合物對(duì)其進(jìn)行綜合改性，制得的地毯膠粘劑的拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度，耐水性，耐熱性等綜合性能指標(biāo)達(dá)到最佳值。
　　 最后，在實(shí)驗(yàn)室制得的地毯