基于聚碳酸亚丙酯二元醇的水性聚氨酯的制备及其在水性木器涂料中的应用研究.pdf

口许宁1，杨劲松1’2，朱太1，林建新1，徐玉俊1，徐玉华1，许海燕2，戎佳萌2 (1．江苏中科金龙化工有限公司，江苏泰兴225419，2．中国科学技术大学，高分子科学与工程 第九届中国国际水性木器涂料发展研讨会论文集 系，合肥230026) 摘要：水性聚氨酯乳液作为水性木器涂料的成膜树脂之一，对木器涂料的性能起着至关 重要的作用。采用聚碳酸亚丙酯(PI，C)和聚己内e(PCL)为软段，制备PPC型水性聚氨酯乳液 (PPC—PUD)，采用动态光散射(DLS)对所合成PPC型水性聚氨酯乳液粒径进行分析，采用所制 备的水性聚氨酯作为成膜树脂，添加合适的涂料助剂，配制水性木器涂料，并对涂料性能进行 测试。 关键词：聚碳酸亚丙酯二元醇；水性聚氨酯；水性木器涂料；配方 0前言 由于性能优异以及长期的使用习惯，目前溶剂型涂料仍广泛应用于家具制造行业。为改善空气 质量，环保部门针对家具企业污染物排放的各项标准和淘汰制度不断出台，其中对于家具企业使用 溶剂型涂料的限制力度不断增加。与溶剂型木器涂料相比，水性木器涂料的环保优势非常明显。水 性木器涂料的VOC排放量仅为传统溶剂型涂料的1／10左右。因此，开发综合性能优异的水性木器涂 料，替代溶剂型木器涂料，是木器用涂料行业的重点方向之一【l删。 水性木器涂料中对性能影响较大的组分是其中的成膜树脂。常用的成膜树脂包括丙烯酸乳液 和水性聚氨酯乳液等。水性聚氨酯因其环保特性和性能可自由调节在水性木器涂料领域受到广泛 青睐[7-10]o对于水性聚氨酯来说，其中的软段种类对树脂性能及最终的涂层性能有关键性的影响。聚 碳酸酯二醇(PCDL)由于其本身含有多个碳酸酯基且结构规整，故耐候性非常优异，与一般的聚酯、 聚醚系二醇相比表现出相当优异的力学性能、抗水解性、热稳定性、耐候性和耐化学药品性等n卜”1。 令人遗憾的是，聚碳酸酯多元醇的价格较为昂贵，这限制了它在水性树脂和涂料领域的推广应用。 聚碳酸亚丙酯(PPC)是CO：和环氧丙烷通过共聚反应合成的一种新型脂肪族聚碳酸酯盯1，其中CO：含 量d531％～50％。其对CO：的利用不仅大大降低了对上游原料一一石油的消耗，还缓解了由于CO：的 排放而导致盼‘温室效应”。由于PPC分子结构中也存在聚碳酸酯的结构，因此，采用这种材料制备 的树脂及相应涂层的阻隔性能较好n¨71，导致最终的涂层在耐水性等性能上表现优异，并且聚碳酸 酯多元醇采用二氧化碳和环氧丙烷共聚而成，成本较聚碳酸酯具有较大的优势，非常适合用于开发 性价比较高的水性木器涂料产品。 基于以上背景，本文采用聚碳酸亚丙酯为软段之一合成水性聚氨酯乳液，添加合适的水性涂料 助剂，开发出性能优异的水性木器涂料。 1试验部分 1．1试验原料 聚碳酸亚丙酯二元醇(PPC)，Mn=2000，江苏中科金龙化工有限公司，使用前升温至100～ 水 性 树 甲苯二异氰酸酯(TDI)，拜耳材料科技(中国)有限公司；二羟甲基丙酸(DMPA)，柏斯托(上海)化工产 脂 及 其 胺(TEA)，国药集团化学试剂有限公司；消泡剂、润湿流平剂、增稠剂等制备涂料的原材料均为工业 应 品。