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《聚异氰酸酯室温交联剂的制备与应用研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、聚异氰酸酯室温交联剂的制备与应用研究西北轻工业学院硕士学位论文聚异氰酸酯室温交联剂的制备与应用研究姓名:陈丽丽申请学位级别:硕士专业:皮革化学与工程指导教师:俞从正;卿宁2001.3.1摘要本论文针对水性聚氨酷皮革涂饰剂产品用量的不断增大,但由于其内含有乳化剂或亲水基团,经涂饰后,涂层的耐水、耐溶剂性能差及皮革不易长时间高温处理的问题,进行了聚异氰酸酷室温交联剂的制备与应用研究,以适应皮革生产的需要。在对国外专利和所收集资料的研究基础上,经过筛选,确定了以己二异氰醋,异佛尔酮二异氰酸醋,三轻甲基丙烷和二轻甲基丙酸为主要
2、原料,本体聚合制得交联剂。经过正交试验,对影响反应的重要因素进行优一、选,确定了加成反应的最佳反应条件。采用红外光谱及化学分析等手段,对各反应的反应程度,理化性能及结构进行了分析。卜通过工艺应用实验,确定了两种交联剂的最佳应用工艺条件,并分析了它们的交联性能。通过交联剂对水性聚氨醋乳液顶涂饰剂在成膜和皮革涂层的物理机械性能分析,进一步考察了交联剂的交联效果。实验结果表明聚己二异氰酸酷和聚异佛尔酮二异氰酸醋交联剂有良好的膜性能、低毒、水分散稳定性及较好的保留时间,交联膜和交联涂层具有良好的耐水、耐溶剂和耐湿擦性能,所以为
3、高性能的水性聚氨酷涂饰剂的发展提供了有力保证。关键词己二异氰酸醋异佛尔酮二异氰酸酷三轻甲基丙烷二轻甲基丙酸聚异氰酸酷交联剂加成反应水性聚氨酷文献综述前言近年来由于环境的压力及经济的原因,皮革涂饰己基本采用水性涂饰剂,主要包括水性丙烯酸树脂和水性聚氨醋,然而这些树脂中都含有一定量的乳化剂或在分子内引入了亲水基团,使得涂膜耐水、耐湿擦等性能降低。内交联由于自身的局限性交联度不能太大,否则乳液不稳定,这些性能也只能在一定程度上得以改善。因此在涂饰中还需外加交联剂来改善这类涂饰材料在机械性能、耐水和耐有机溶剂等方面存在的不足川
4、。交联剂用于皮革涂饰剂己有多年,它们通常加入有机聚氨顶涂剂以及某些树脂或酪素中交联形成网络结构,这种结构有三种作用第一,提高成膜剂的分子量,进而提高成品革的物理坚牢度第二,交联剂与树脂中活泼基团反应,从而改善涂层的耐十、标及耐溶剂性能第三,涂层的抗张强度及涂层之间的内粘力也可得到相应的提高由于皮革材料不能在高温下长时间处理,这就限制了高温交联剂的使用,从节约能源的角度出发,开发水性涂饰剂的室温交联剂已成为一个重要的研究方向。常用的室温交联剂有甲醛、聚碳化二亚胺、氮丙咤、环氧类及聚异氰酸酷等五大类。其中甲醛是国内外早期广
5、泛采用的交联剂,但其毒性大、有刺激性,因此使用上受限制氮丙淀类是国外公认性能较好的室温交联剂之一,可与梭基和轻基迅速反应,但其毒性大,具有强腐蚀性,进口产品价格昂贵环氧类交联剂反应活性低,在室温下反应太慢碳化二亚胺交联剂完成交联的生产工艺复杂而聚异氰酸酷类交联剂反应活性高,较氮丙陡类毒性小,在确保聚异氰酸酷交联剂基本性能的情况下,对其进行亲水改性之后,可添加到水性涂饰剂或低溶剂型涂饰剂中使用。室温交联剂的历史和现状交联剂使聚合物生成具有三维网络结构的研究始于年用硫黄对天然橡胶的硫化,因此对较早有关交联的过程称为“硫化”
6、,年实现酚醛树脂工业化,这个期间,对橡胶交联除用硫黄、有机过氧化物之外,各种交联剂随不同种类合成橡胶的开发而被开发和应用。随着工业的发展,各种交联剂不仅用作成型压制品,纤维以及纸张的加工,甚至在胶粘剂和涂料行业也得到很大发展,尤其随着近年来皮革工业对涂层各种性能提出更高的要求,以及人们环保意识的加强和对操作人员健康等的考虑,目前对水性涂饰剂越来越重视并逐步采用水性涂饰。以往,皮革涂饰中普遍采用有机溶剂涂饰剂,尤其顶涂和效应层中。涂饰后,溶剂会逐渐挥发排放到空气中而造成污染。而水性涂饰剂以水为分散介质,具有不燃无毒、成本
7、低、操作安全等优点,但涂饰后涂层耐水、耐溶剂性能较溶剂型涂饰剂差,而改善这一缺陷的关键是使用交联剂。皮革涂饰剂大致经历了三个发展阶段有机溶剂涂饰剂、乳涂饰剂和水溶性涂饰剂。有机溶剂涂饰剂在耐水等性能方面优良,但由于溶剂成本高、污染环境、操作不安全等因素而逐渐受到限制使用乳液型涂饰剂由于采用外加乳化剂的方法制备成乳液形式,这种涂饰剂乳液稳定性差,且涂饰后涂层耐水性差,因此乳液型涂饰剂如乳液型聚氨幻逐渐被后来发展起来的由“内乳化法”制得的水溶性涂饰剂所取代。一般来说,成膜物的吸湿率和体积膨胀率都随离子型亲水单体用量的增大而
8、增大,为了克服水性涂饰剂尤其水性聚氨涂饰剂的这一固有缺陷,可采用合成交联型乳液来改善膜的耐水性,这种乳液分为外交联和内交联型两大类。外交联型乳液所含官能团自身没有交联能力,需外加交联剂交联而自交联型乳液经加热或光自身交联,但自交联型乳液的交联度不能设计太高,否则分子过大使乳液颗粒变粗,放置不稳定甚至破乳,涂饰后涂层表面粗糙,不可能
