IPDI型水性聚氨酯的合成及其在織物涂層上的應(yīng)用.pdf

1、水性聚氨酯是多功能新型的環(huán)保材料，由柔性（軟段）和剛性（硬段）鏈段重復(fù)單元交錯(cuò)構(gòu)成，可以在聚合物中引入醚、酯、羥基、氨基等親水性官能團(tuán)，以其作為涂層劑能在織物表面形成一層致密的薄膜，賦予織物許多功能，如防水、透濕、保暖等。異氟爾酮異氰酸酯(IPDI)，因?yàn)榉肿又胁甆CO受到環(huán)己烷和取代甲基的位阻作用，導(dǎo)致2個(gè)NCO基團(tuán)的反應(yīng)活性不同，容易制得高分子量、窄分子量分布、低黏度的預(yù)聚體，勢(shì)必成為水性聚氨酯的主要發(fā)展方向之一。本文擬以二異氰酸酯

2、、多元醇、二羥甲基丁酸(DMBA)、三羥甲基丙烷(TMP)、擴(kuò)鏈劑為原料，加水乳化后以乙二胺后擴(kuò)鏈，采用丙酮法合成水性聚氨酯乳液。本文嘗試制備不同性能的乳液，希望能夠滿足不同環(huán)境織物涂層劑的要求，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。
　　(1)軟段對(duì)水性聚氨酯性能的影響
　　本文選擇聚醚(PTMG，2000)、聚酯(PEA、PBA、PHA，2000)以及PBA(1000、2000、3000、4000)作為軟段，分別研究多元醇種類和分

3、子量對(duì)乳液、膠膜和涂層后織物形貌、透濕量、耐水壓的影響。
　　研究結(jié)果表明:PTMG作為軟段，乳液粒徑最小，膠膜的接觸角最大，軟段與硬段之間的微相分離程度最高，涂層后織物表面沒有出現(xiàn)凸起，透濕量和耐水壓最高。與PTMG相比，聚酯PBA分子結(jié)構(gòu)中缺少醚鍵，微相分離程度較差，性能次之。而PEA與PHA的分子中碳鏈太短或者太長(zhǎng)，效果遠(yuǎn)差于PBA。對(duì)于不同分子量的樹脂，分子量為2000時(shí)，力學(xué)性能較差，耐水壓不高;分子量為1000，硬段含

4、量太高，透濕性不好;分子量為4000，預(yù)聚體的粘度高，乳液粒徑較大?？傊肿恿繛?000時(shí)，膠膜的耐熱性，力學(xué)性能以及防水透濕性匹配性最優(yōu)。
　　(2)硬段對(duì)水性聚氨酯性能的影響
　　本文中選擇常用小分子擴(kuò)鏈劑一縮二乙二醇、新戊二醇、乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇，通過研究擴(kuò)鏈劑種類、IPDI含量、NCO/OH摩爾比值、DMBA含量、TMP含量、EDA擴(kuò)鏈程度對(duì)乳液、膠膜和涂層后織物形貌、透濕量、耐水壓的影響。

5、r>　　研究結(jié)果表明:以新戊二醇作為擴(kuò)鏈劑，乳液粒徑最小，但由于分子鏈中側(cè)甲基位置效應(yīng)，膠膜的耐熱性、力學(xué)性能較差。當(dāng)乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇作為擴(kuò)鏈劑，分子鏈中亞甲基數(shù)量增加，微相分離程度發(fā)生變化，以1，4-丁二醇擴(kuò)鏈性能最好。一縮二乙二醇比1，4-丁二醇多一個(gè)柔性醚鍵，微相分離程度最高，效果比1，4-丁二醇略好一些。IPDI含量在30％～35％時(shí)，涂層后織物表面形貌較好，透濕和耐水壓高。NCO/OH摩爾比值在1.6時(shí)，