超支化水性聚氨酯乳液的制備及性能研究.pdf

1、由于合成時水性聚氨酯多使用親水性較強的二羥甲基丙酸作為交聯(lián)劑，因此聚合形成的分散體為線型聚合物，薄膜的耐水性較差。目前，通過提高交聯(lián)度來提高水性聚氨酯耐水性是研究最多也是比較有效、容易實現的措施。本論文在聚氨酯合成過程中引入超支化聚合物，希望由此增加聚氨酯的交聯(lián)度，從而提高其耐水性。
　　 本文首先用酸酐改性超支化聚酯Boltorn H20，再將改性后的H20加入到異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和聚醚二元醇初聚反應得到的初聚體系

2、中，然后加入中和劑三乙胺進行反應，最后加水乳化得到超支化水性聚氨酯乳液。
　　 結果表明，當丁二酸酐(SA)作為H20改性劑，在丙酮中反應達到終點所需時間比在1，4-二氧六環(huán)中反應時間長很多，而且后續(xù)試驗表明，丁二酸酐制備得到的乳液穩(wěn)定性較差。選用1，4-二氧六環(huán)作為溶劑，順丁烯二酸酐(MA)作為H20改性劑，紅外檢測法顯示反應2h即可達到反應終點。當H20改性不同數目端羥基時反應所需時間不同，紅外和核磁測試均表明H20已經成功

3、改性成部分端羧基。所以綜合考慮，選擇順丁烯二酸酐為改性劑，1，4-二氧六環(huán)為溶劑，改性端羥基數目為2，反應2h，得到改性產物為H20-2MA。
　　 論文討論了兩種初聚摩爾比異氰酸基/羥基(NCO/OH)，分別為5:1和2:1，結果表明初聚摩爾比對初聚體系異氰酸基含量(NCO％)變化速率的影響不是很顯著。溫度和催化劑對初聚體系NCO%變化速率的影響比較大。溫度越高，初聚反應速率越快。加入少量的催化劑二丁基二月桂酸錫(DBTDL)

4、，初聚體系NCO%下降明顯加快。初聚反應的最佳條件為不添加任何催化劑，反應溫度80℃，初聚摩爾比為2:1，初聚反應4h。加入H20-2MA進行預聚反應，用紅外檢測反應達到終點需要7h。
　　 羧基含量、聚醚二元醇種類、中和度和乳化條件等因素都會影響超支化水性聚氨酯乳液粒徑和貯存穩(wěn)定性。羧基含量增加到2.05％時，可以得到均勻穩(wěn)定且粒徑適宜的乳液。聚乙二醇2000(PEG2000)作為聚醚二元醇時得到的乳液呈現微黃色，而使用PTH

5、F2000作為聚醚二元醇，得到的是穩(wěn)定的乳白色乳液。當中和度為0.7-1.0時，可以得到穩(wěn)定的且粒徑較小的乳液。當溫度為30℃左右，容易得到均勻的乳液；當溫度過低，預聚體粘度較大，攪拌困難甚至發(fā)生凝膠，難以乳化。最終選擇PTHF2000作為聚醚二元醇，羧基含量為2.05％，中和度為1.0，乳化溫度為30-35℃，制備的超支化水性聚氨酯乳液的粒徑為0.082 um，可以穩(wěn)定貯存6個月以上。采用優(yōu)化條件制備的超支化水性聚氨酯膠膜的初始熱分解