水性聚氨酯乳液的合成及改性研究

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1、摘要水性聚氨酯以水为分散介质，它不仅具有溶剂型聚氢酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能，而且具有不燃、气味小、不污染环境等溶剂型胶粘剂所不具各的优点，因此倍受国内外研究人员的重视。水性聚氨酯在国外己有相当发展，在很多领域都有所应用；但在国内，由于生产水性聚氨酯的原料大都需要从国外进口，所以价格昂贵，从而限制了其研究和应用。随着原料的国产化及生产规模的扩大，原料的价格逐渐降低，这就使得水性聚氯酯的研究和应用成为可能。本文以甲苯二异氰酸酯(TDI一80)、聚醚二醇【N220)、二羟甲基丙酸∞MPA)、1，4-丁二醇(BDO)为主要原料，用三乙胺(TEA)作中和剂、乙二胺fEDA

2、l为扩链剂制备了水性粜氨酯乳液，研究了合成过程中反应温度对反应结果的影响，通过改变R(NCO／OH)值以及DMPA加入量，对所成乳液及其涂膜进行红外分析等表征，得出了一系列可对比的数据，确定了合适的R值和DMPA的适宜添加量。并分别用环氧树脂E44和E51对水性聚氯酯进行改性，合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液PUE。通过红外光谱，粒径分析等一系列检测方式对制得的水性聚氨酯产品进行表征，以及考察了环氧树脂改性对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响，分别得出适宜的环氧树脂E44和E5I的适宜添加量。实验结果表明，在合成水性聚氩酯乳液的过程中，适宜的预聚温度为70=3oC，此时反应时间适中，

3、也易于控制预聚反应。当R值不变时，随着DMPA含量的增加，聚氨酯乳液的粒径变小；而当DMPA的吉量不变时，随着R值的增大，乳液的粒径随之增大；当R=3时，DMPA加入量为47％时，硬段玻璃转化温度最高，达到120。C。因此，适宜的R值为3，DMPA的添加量为47％。在用环氧树脂E44改性水性聚氨酯乳液的过程中，当R=3，环氧树脂E44的添加量为6％～8％时，乳液的稳定性较好，且涂膜的耐水性最好，热稳定性增强。同理，用环氧树脂E51改性水性聚氨酯乳液。当R=3，环氧树脂E51的乔加量为10％时，改性后的水性聚氯酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点，且TG—DSC的分析表明，环

4、氧树脂改性后的聚氨酯的热稳定性较水性聚氨酯也有较大程度的提高。关键词：水性聚氢酯乳液；合成；环氧改性；性能AbstractWater-bornePolyurethaneisdispersedinwatermedia,whichhasnotonlytheexcellentpropertiesofsolvent-bomeWater-bornePolyurethanewithlowtempera—toreresistance．greatadhesion,aswellasoutstandingtoughnesscombinedwithgoodflexibility,butalsoadva

5、ntagesofincombustibility,lowodorenvironmentalfriendlinessthatsolvent-borneadhesivehasnot，Therefore，emphasisonitwaspaidbyresearchershomeandabroadWater-bornePolyurethaneadhesivehasbeenmadeagreatprogressinmanyothercountries．butdomesticresearchonitwaslimitedbysortsofconditions，whichisbasicallyinp

6、rimitivestageThearticlessynthesizesWaterbornePolyurethanewithtoluenediisocyanate(TDI)，polyetherdiol(N220)，dimethylolpropiothcacid(DMPA)，1,4-butanediol(BDo)船themainmaterials，tnethylamJne(TEA)astheneutralizingagentandethanediamine(EDA)asthechainextender．Anditalsodiscussestheinfluencesofreaction

7、temperaturetotheperformance&emulsionandcoatingfilmItchangetheRvalueandtheadditionofDMPAtofindtheproperRvalueandthebestamountofDMPAadditionbysortsoftestingwaysItsynthesizesWater-bornePolyurethanemodifiedbyepoxyresinE44andE51．respectly,anddiscu