软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响

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1、中国胶粘剂2010年9月第19卷第9期——18——CHINAADHESIVESVo1．19No．9，Sep．2010软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响宁蕾，夏正斌，王莹莹，沈慧芳(华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640)摘要：以聚己二酸乙二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为主要原料，以乙二胺基乙磺酸钠为亲水，性扩链剂，合成了固含量为50％的磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了软硬段比对乳液黏度、粒径及其分布、聚合物重均相对分子质量()、胶膜结晶性以及力学性能等影响。结果表明：当软硬段比值为

2、2．96目寸，可以制得固含量为50％的磺酸盐型WPU乳液，其平均粒径为146．0am、黏度为143mPa·s，聚合物帆为128488，结晶熔融温度为5O℃，结晶性相对最好；此8寸WPU胶膜的拉伸强度(31．6MPa)~1]断裂伸长率(1702％)相对较大；WPU胶粘剂的初始剥离强度(118．6N／cm)和最终剥离强度(156．3N／cm)相对最高。关键词：磺酸盐；水性聚氨酯；亲水性扩链剂；软硬段比中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1004—2849(2010)09—0018—050前言究报道相对较少。水性聚氨酯(WPU)作为一种由柔性软段

3、(聚酯／聚当软段为50％-80％时，WPU具有很好的柔顺醚多元醇)和刚性硬段(多异氰酸酯、小分子扩链剂)性和弹性，而其强度、耐磨性则由硬段提供。由于聚组成的嵌段高分子环保材料lJ】，具有良好的刚性、弹氨酯(PU)分子间存在氨基甲酸酯基、脲基、酯基和性和柔韧性等特点，并已广泛应用于涂料、胶粘剂及脲基甲酸酯基等多种极性基团的氢键作用(如图1皮革涂饰剂等方面。目前羧酸型WPU主要以二羟所示)，故软硬段相对含量的变化会直接影响两相间甲基丙酸(DMPA)为扩链剂，存在固含量低、结晶性的微相分离及凝聚形态，且最终影响WPU乳液和胶差、黏度大、力学性能欠佳以及含有大量

4、胺类刺激性膜的各方面性能。不同软硬段比会引起WPU分子化合物等缺点3]，故选择新型亲水性扩链剂来取代链结构或聚集态的改变，影响着WPU乳液的粒子羧酸型扩链剂，以改善WPU的应用性能。磺酸盐型形态，宏观上表现为黏度和稳定性的变化[6~81。与传WPU是以磺酸盐为亲水性单体制得的一种阴离子统的羧酸盐型相比，磺酸盐型由于离子化强度高，硬WPU。与羧酸盐型WPU相比，磺酸盐型WPU含有段氢键化以及聚集程度较强，胶束的形态与传统的少量或不含胺类化合物，具有固含量高、离子化强度00＼人0／＼／大、黏度小、耐酸碱稳定性优以及外观重现性好等特H点，同时其形成的乳胶膜结晶

5、度高、初粘力大、粘接O强度高和耐水耐热性好]。拜耳DISPERCOLL系列＼N0／磺酸盐型WPU已广泛应用于涂料、胶粘剂和织物Ho整理剂等方面，其性能已达到溶剂型同类产品，但其＼人。／价格较高。目前国内对磺酸盐型WPU的研究尚处H于起步阶段，工艺不成熟，重复性差，难以制得高固图1PU分子间形成的氢键含量和低黏度的稳定乳液，并且对其合成机理的研Fig．1HydrogenbondingbetweenPUmolecules收稿日期：2010—04—30；修回日期：2010—06—20。作者简介：宁蕾(1985一)，女，湖北孝感人，在读研究生，主要从事WPU涂料

6、和胶粘剂等方面的研究。E-mail：ningleigirl@163．con通讯作者：夏正斌。E—mail：cezhbxia@seut．edu．cn第19卷第9期宁蕾等软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响一19一羧酸盐不同，所以软硬段比对磺酸盐型WPU的合(5)重均相对分子质量(眠)：将少量乳液溶解成以及胶膜性能影响很大。本研究引入磺酸基阴离在四氢呋喃中，然后采用凝胶渗透色谱(GPC)法进子合成了稳定的WPU乳液，研究了软硬段质量比(简行测定。称软硬段比)对磺酸盐型WPU乳液及其成膜性能(6)热分析：采用差示扫描量热(DSC)法进行表的影响。征(升温速率

7、为10~C／min)。(7)拉伸性能：按照GB／T528—2009标准，采用1试验部分拉力机进行测定(拉伸速率为200mm／min)。1．1试验原料(8)剥离强度：将WPU乳液均匀涂敷在处理过六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰的PVC人造革表面，70-80℃热处理10min后，用酸酯(IPDI)，工业级，日本三菱化成工业公司；聚己一定压力热压20S；静置5min后，按照GB／rI1528—二酸乙二醇酯二醇(PBA2000)，工业级(羟值56)，2009标准测定剥离强度(拉伸速率为100mm／min)。南京金钟山化工有限公司；丙酮，工业级，广州石

8、2结果与讨论油化工总厂；50％乙二胺基乙磺酸钠水溶液，工业级，台湾聚合公司；乙二