環(huán)境友好型水性聚氨酯-脲分散液的制備與性能研究.pdf

1、環(huán)境友好型材料的研發(fā)已成為當(dāng)今材料界發(fā)展的焦點(diǎn)之一。水性聚氨酯（WPU）因其具有良好的應(yīng)用和環(huán)境友好特性，已成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的精細(xì)化學(xué)品。選擇不同類型的原料，控制聚氨酯大分子結(jié)構(gòu)，可合成滿足不同性能需求的 WPU。本文擬選用不同分子量的脂肪族聚酯、胺類擴(kuò)鏈劑，再輔以異氰酸酯和磺酸型擴(kuò)鏈劑，合成水性聚氨酯-脲分散液，探討其工藝，表征其性能。
　　采用預(yù)聚體法，首先由聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）與異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）合成預(yù)

2、聚體，丙酮降粘后由乙二胺基乙磺酸鈉（AAS鹽）先擴(kuò)鏈，再由二胺類化合物進(jìn)一步擴(kuò)鏈，最后在水中分散，脫溶劑，得到水性聚氨酯-脲分散液。在IPDI、AAS鹽、乙二胺選定下，實(shí)驗(yàn)首先考察了PBA分子量不同時(shí)水性聚氨酯-脲分散液合成工藝、分散液特性和膠膜特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）由PBA1000、PBA2000合成預(yù)聚體時(shí)，體系粘度低，降粘所需丙酮量少，但所合成的分散液與膠膜的性能均不及 PBA3000，表現(xiàn)在分散液穩(wěn)定性差、成膜性不佳。（2）由P

3、BA3000合成分散液，分步擴(kuò)鏈時(shí)間控制在30min左右，當(dāng)水性聚氨酯-脲分子中-SO3Na含量在1.1wt％～1.7wt%時(shí)，均能得到穩(wěn)定的分散液。隨-SO3Na含量的增加，分散液由乳白色不透明漸變?yōu)榈{(lán)色半透明，直至土黃色透明，分散液均具有很好的高溫穩(wěn)定性，但凍融穩(wěn)定性則反之；膠膜的拉伸強(qiáng)度、硬度、吸水率隨-SO3Na含量的增加而增加，斷裂伸長(zhǎng)率則反之；當(dāng)在-SO3Na含量為1.3wt%時(shí)，膠膜拉伸強(qiáng)度達(dá)17MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)58

4、4%，硬度（邵氏 A）達(dá)90。（3）水性聚氨酯-脲分子中-SO3Na基團(tuán)含量在1.3wt%、1.7wt%時(shí)，分散液乳膠粒子呈球形或棒狀，粒子中存在明顯的結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)（4）水性聚氨酯-脲分散液膠膜具有很好的耐熱性，起始熱分解溫度高于300℃。
　　在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，由低分子量端氨基聚醚（ D230）替代乙二胺（EDA），進(jìn)行分散液的再擴(kuò)鏈，合成水性聚氨酯-脲分散液。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)IPDI與PBA的物質(zhì)的量比（R值）位于2.