通過(guò)向體系中引入有機胺類(lèi)化合物，合成新型的光固化水性聚氨酯。對異佛爾酮二胺(IPDA)、二乙烯三胺(DETA)、乙二胺(EDA)三種固化水性聚氨酯擴鏈劑的耐水性、機械性能進(jìn)行了研究，并將固化水性聚氨酯擴鏈劑應用與紙張表面，對紙張性能進(jìn)行了討論，探究出性能最優(yōu)的固化水性聚氨酯擴鏈劑。

大多數水性PU主要是由自乳化法制備，以含親水性基團的PU為主要固化成分，涂膜干燥時(shí)若親水成分不能有效的進(jìn)入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )中，干燥形成的涂膜遇水易溶脹。另外其缺少像雙組分溶劑型PU涂膜所能得到的交聯(lián)密度和高相對分子質(zhì)量，因而這些水分散體涂膜的耐水性、耐溶劑性、耐熱性和光澤性較差，嚴重地限制了其使用的范圍。

因此，常采用提高涂膜的交聯(lián)密度來(lái)改善乳液涂膜的耐水性。常用的交聯(lián)方法有兩種：一種是在合成PU預聚物時(shí)，加入官能度大于2的多羥基化合物，直接生成交聯(lián)PU預聚物，將上述預聚物很好地分散在水中，并擴鏈形成大分子，最后形成乳液。
這種方法也叫前交聯(lián)法，缺點(diǎn)是易使預聚物黏度增大，較難分散在水中，影響乳液的穩定性。新型交聯(lián)劑和多官能團擴鏈劑的篩選與合成的研究相當活躍，已成為提高水性PU物理機械性能和耐水性能的主要途徑之一。

另一種方法為外交聯(lián)法，采用帶羧的陰離子PU乳液進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)反應發(fā)生在PU分子的羧基上，有氮丙啶、碳化亞胺以及金屬鹽類(lèi)化合物，在室溫條件下進(jìn)行交聯(lián)。這類(lèi)交聯(lián)劑一般在使用PU乳液時(shí)加入，因其交聯(lián)反應速率很快，短時(shí)間內產(chǎn)生凝膠而破乳。外交聯(lián)法可成功解決PU乳液涂膜的親水性問(wèn)題，但因外加交聯(lián)劑，組成雙組分涂飾劑給施工帶來(lái)不便，此方法使用較少。

國內外對水性聚氨酯的研究都聚焦在對其改性使其功能化，通過(guò)改性增加材料的耐水性、耐溶劑性等性能指標。改性主要通過(guò)物理和化學(xué)兩種手段，通過(guò)接枝、嵌段、內、外交聯(lián)其它聚合物材料，共混或形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò )等方法進(jìn)行改性。
常用的改性有以下幾種：


4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑MOEA)用途
   
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑,與TDI和MDI預聚體有著(zhù)良好的相容、配伍性,反應速度較快,與E100搭配可用于反應注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。

丙烯酸酯改性聚丙烯酸酯類(lèi)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)在于耐候、耐水、耐溶劑、保光性比聚氨酯樹(shù)脂突出，在物理機械性能、彈性及粘接性能等方面又遜色于聚氨酯樹(shù)脂。因此兩者具有很好的互補性。將丙烯酸酯用于水性聚氨酯乳液的改性，是聚氨酯的發(fā)展趨勢之一。較為流行的有共混交聯(lián)反應法、乳液共聚法和復合乳液聚合法。

復合乳液聚合法有兩種工藝：

⑴互穿聚合網(wǎng)絡(luò )（Interpentrating Polymer Network）。體系中至少有一組分為交聯(lián)結構，在分子水平上發(fā)生作用，如以丙烯酸酯單體作為合成聚氨酯預聚體的有機溶劑，然后再在聚氨酯乳液中進(jìn)行聚合即制得丙烯酸酯改性聚氨酯的互穿網(wǎng)絡(luò )型乳液。

⑵在水性聚氨酯乳液中加入丙烯酸酯不飽和單體進(jìn)行自由基聚合， 形成所謂核-殼型丙烯酸酯改性水性聚氨酯的復合乳液。陳義芳采用丙烯酸酯單體作為聚氨酯溶劑制得IPN 結構的丙烯酸酯改性的聚氨酯乳液，研究表明其涂膜具有良好的耐水性及耐污染性。

楊建文等將具有羥基側基的丙烯酸樹(shù)脂與含有殘留異氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯進(jìn)行接枝反應，經(jīng)胺中和后，用水分散形成自乳化水性體系。研究表明當接枝樹(shù)脂中聚氨酯含量在30%～50%時(shí)，光固化涂層具有較好的硬度、耐溶劑性和耐水性。

有機硅改性有機硅化合物屬于半有機、半無(wú)機結構的高分子化合物具有耐熱、耐水性、耐候性及透氣性，其中兩個(gè)最顯著(zhù)的特點(diǎn)是耐氧化性和低表面能， 有機硅聚合物還能賦予涂層杰出的柔順性和爽滑絲綢感；因表面能差異而存在微相分離的Si-O-Si 分子鏈會(huì )遷移到膜的表面提高涂膜的綜合性能。

在預聚體乳化的過(guò)程中擴鏈引入含有氨基的有機硅。研究表明，硅氧烷在膠膜表面富集，對聚氨酯材料有明顯的表面改性作用，且膠膜耐水性提高。卿寧等用有機硅化合物對水性聚氨酯進(jìn)行改性，通過(guò)紅外和核磁等手段證明有機硅鏈段成功接在水性聚氨酯鏈段上；有機硅化合物用量增大，乳膠膜吸水率降低，表面接觸角增大，使膜的耐水性、穩定性、柔韌性、耐老化性能得到了顯著(zhù)提高。


文章版權：張家港雅瑞化工有限公司

http://www.2cdigitalleads.com