水性聚氨酯織物涂層劑的合成及性能研究.pdf

1、水性聚氨酯是一種聚氨酯粒子分散于水中的二元膠體體系，分子鏈中含有親水性基團(tuán)，因此與水具有很強(qiáng)的親和性。它不僅具有溶劑型聚氨酯耐低溫、柔韌性好、粘接強(qiáng)度大的優(yōu)良性能，還具有無毒、不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)約能源、安全、加工方便、成膜透氣性好等優(yōu)點(diǎn)。由于近年來有機(jī)溶劑價(jià)格高漲及環(huán)保部門對有機(jī)溶劑的使用和廢物排放的嚴(yán)格限制，使水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一個重要的發(fā)展方向。 近十年來，國內(nèi)水性聚氨酯研究多采用芳香族異氰酸酯為原料，

2、其耐候性差，容易黃變，不能滿足市場的特殊要求。隨著人們生活水平的提高，對環(huán)保、健康及高性能產(chǎn)品的需求日益迫切，綠色化學(xué)品逐漸成為未來發(fā)展的主流，因而由更加環(huán)保的脂肪族異氰酸酯生產(chǎn)的水性聚氨酯產(chǎn)品，將成為順應(yīng)這一潮流的主要發(fā)展方向之一。 本課題選用脂肪族六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate，簡稱HDI)、聚氧化丙烯二元醇(polypropylene oxideglycol，簡稱PPG)、二羥甲基丙

3、酸(dimethylolpropionic acid，簡稱DMPA)和小分子二元醇等為主要原料，采用陰離子自乳化法，合成了一系列穩(wěn)定的聚醚型水性聚氨酯乳液，然后與自制交聯(lián)劑交聯(lián)成膜，并在純棉織物上進(jìn)行涂層。 通過對水性聚氨酯乳液性能、膜的力學(xué)性能、膜的熱力學(xué)分析以及涂層織物抗?jié)B水性能的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著多元醇分子量的增大，乳液外觀由透明到半透明再到乳白色，粘度逐漸增大，穩(wěn)定性稍有下降；隨著擴(kuò)鏈劑分子量的增大、剛性的增強(qiáng)，乳液透

4、明度降低，穩(wěn)定性下降；隨著交聯(lián)劑HM用量增加，WPU膜的定應(yīng)變應(yīng)力增加，定應(yīng)力應(yīng)變下降；對于直鏈烴類分段擴(kuò)鏈法WPU膜，斷裂強(qiáng)度隨著多元醇分子量的增大而降低，斷裂伸長率隨著多元醇分子量的增大而減??；對于醚類和芳環(huán)類分段擴(kuò)鏈法WPU膜，定應(yīng)變應(yīng)力隨著多元醇分子量的增加而增大，定應(yīng)力應(yīng)變隨著多元醇分子量的增加而減??；對于直鏈烴類擴(kuò)鏈劑，隨著擴(kuò)鏈劑分子中碳原子數(shù)目的增加，WPU膜的力學(xué)性能下降；對于含有相同碳原子數(shù)目的擴(kuò)鏈劑，醚類分段擴(kuò)鏈法W

5、PU膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率較小，但定應(yīng)變應(yīng)力較大；同為芳環(huán)類擴(kuò)鏈劑，擴(kuò)鏈劑分子位于同一平面的，WPU膜的定應(yīng)變應(yīng)力高，但斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率都小；在三種不同類型擴(kuò)鏈劑分段擴(kuò)鏈制得的WPU膜中，雙酚A水性聚氨酯膜力學(xué)性能最佳；HDI型WPU膜彈性及韌性均優(yōu)于TDI和IPDI型，且不泛黃；焙烘后，WPU膜的定應(yīng)變應(yīng)力較焙烘前有所增大，定應(yīng)力應(yīng)變較焙烘前有所減小，但兩者變化均不大；涂層織物的耐水壓，隨著涂層量的增加而增大，隨著多元醇分子量的