聚氨酯水性聚氨酯技术进展

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1、2006年第21卷3期聚氨酯工业2006.Vol.21No.3POLYURETHANEINDUSTRY·1··专题综述·改性水性聚氨酯技术进展3鲍俊杰钟达飞谢伟许戈文(安徽大学化学化工学院合肥230039)摘要:综述了改性水性聚氨酯的几种最常用的改性方法,介绍了环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸酯改性、有机硅2丙烯酸酯复合改性、纳米材料改性等不同改性技术的特点和制备方法,同时介绍了复合改性技术的最新进展,并对改性技术的进一步发展作了展望。关键词:水性聚氨酯;复合改性;进展聚氨酯材料具有良好的物理机

2、械性能、优异的聚氨酯其力学性能、粘接强度、耐水、耐溶剂等性能耐候性、弹性及软硬度随温度变化不大等优点。在都会得到提高。许多领域都得到了广泛的应用。随着环保法律法规1.2环氧改性水性聚氨酯制备方法的健全和人们环保意识的加强,聚氨酯材料的水性环氧改性水性聚氨酯的制备方式主要有2种:化日益受到重视,水性聚氨酯的研究与开发具有重即机械共混法和共聚法。共混法一般是先合成聚氨[1]要的应用价值。为了更好的提高水性聚氨酯的酯预聚体,再将适量的环氧树脂均匀分散在预聚体综合性能,扩大应用范围,近年来改性水性聚氨酯

3、研中,然后对混有环氧树脂的预聚体进行乳化,最终得究已成为一大热点,许多研究学者进行了深入的研到环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。机械共混法制究,改性方法也日新月异。目前,改性方法大致可分得的环氧树脂改性水性聚氨酯乳液中,环氧树脂与[2]为4种:(1)改进单体和合成工艺;(2)添加助剂;聚氨酯之间没有化学键的结合,环氧树脂不具亲水(3)实施交联;(4)优化复合。其中以优化复合最为性,而聚氨酯链中的羧基及聚醚链段对水具有亲和引人注目。根据改性剂不同,水性聚氨酯乳液的改性,当两者在水中乳化时,环氧树脂被包

4、覆在聚氨酯性主要有:环氧树脂改性、聚硅氧烷改性、丙烯酸改[5]链中,有可能会形成一定的核2壳结构。共聚法主性、纳米材料复合改性等。要是利用环氧树脂链两端的环氧基优先与聚氨酯预1环氧树脂改性水性聚氨酯聚体进行共聚反应,其次是环氧树脂分子上的羟基参与其反应制成预聚体,再乳化于水。另外存在氨1.1环氧树脂的特点基甲酸酯基与环氧基发生开环反应,此方法为交联环氧树脂(EP)具有许多优良的性能,如易固[6]反应。化、机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定[6～9]环氧树脂的加料工艺方式主要有3种:其性

5、好、电绝缘性好、成本低,还具备高模量、高强度和热稳定性好等特点,早已成为应用广泛的热固性一,环氧树脂与聚醚多元醇在反应初期加入到反应塑料,在机械、电子、涂料等领域发挥着日益重要的器;其二,环氧树脂与小分子扩链剂在反应中期一起作用。但是,环氧树脂也存在一些突出缺点,如韧性加入到反应器;其三,环氧树脂与亲水扩链剂在反应差,抗冲击强度低,固化后质脆,从而限制了其在某后期一起加入到反应器中。[3,4]些领域内的应用。环氧树脂具有仲羟基和环氧1.3环氧改性水性聚氨酯的应用及研究进展基,可以和异氰酸酯反应。

6、经环氧树脂改性的水性环氧改性水性聚氨酯在胶粘剂、涂料上已有应3通讯联系人:许戈文,男,研究员。·2·聚氨酯工业第21卷[10][13]用报道。郭俊杰等合成了用于粘接复合薄膜的时效短。共聚改性是有机硅改性水性聚氨酯最环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂,改性后的胶粘剂常用的方法,通过两端带有反应性官能团的聚硅氧对多种复合薄膜都表现出较强的粘接性能,剥离强烷低聚物(如羟基硅油、氨基硅油、氨基或烷氧基封度进一步提高,外观、贮存稳定性良好,且在固体质端的硅烷偶联剂等)与多异氰酸酯经逐步加成、聚[12]量分数下降

7、为30%后仍然具有较强的粘接性能。合而制得嵌段共聚物。[7]安徽大学曾通过环氧树脂与聚氨酯的接枝反应,有机硅共聚改性水性聚氨酯制备方法主要有合合成了环氧改性聚氨酯乳液,用所得的乳液配制地成与扩链2种不同的方法。合成法是在合成预聚体板清漆气味小,漆膜光泽好,有一定的弹性,1天后过程中将羟基硅油或氨基硅油引入聚氨酯链段中。实干,使用效果良好。羟基硅油的反应活性适中,合成过程反应平稳,比氨[8]姜守霞等研究了环氧树脂在水性聚氨酯乳基硅油好控制。扩链法是指在预聚体乳化的过程中液中含量对性能的影响,研究发

8、现加入环氧树脂后,引入氨基硅油扩链。产品的耐水性有明显的提高,随着环氧树脂含量的2.3有机硅改性水性聚氨酯的应用研究进展[9]增加,硬度也增加,粘度呈上升趋势。罗建光等有机硅改性水性聚氨酯可广泛应用于涂料工[13～16]发现:共聚法比机械共混法难于得到稳定的乳液。业、皮革工业、印刷工业、纺织工业等领域。[17]其原因可能是共聚法由于EP在预聚阶段生成了部吴明元等用氨丙基聚硅氧烷与聚氨酯预聚分支链结构,使预聚体的粘度增大,影响了乳化;另体反应生成含硅氧烷的聚氨酯预聚体,通过NaH2外,共聚法制得的