水性聚氨酯改性技术的进展.pdf

维普资讯 第 34卷第 l0期 涂料 工业 Vo1．34 No．10 2004年 l0月 PAINT ＆ COATINGSINDUSTRY Oct．2004 水性聚氨酯改性技术的进展 李芝华，孟跃辉 (中南大学材料科学与工程学院，长沙410083) 摘 要：交联改性技术、复合改性技术及一NcO封闭改性技术是水性聚氨酯改性研究的重点，本文介绍了其基本 原理、实施方法及影响因素，综述了改性研究中已取得的重要突破及研究进展。并提出不同改性技术存在的优势与不 足。从结构设计等方面阐述了水性聚氨酯改性技术与材料物理性能、力学性能、耐水性、耐溶剂性及耐化学品性等性 能之间的规律性特征 。 关键词：水性聚氨酯；改性技术；结构设计；性能；规律性 中图分类号：TQ630．1 文献标识码 ：A 文章编号：0253—4312(2004)10—0047—04 面地研究了这类交联剂，其属于温度敏感型，在室温 0 引 言 下相当稳定，高温时能分解出活性基团参与交联 。德 聚氨酯(PU)材料是一类性能较为全面的材料。 国Bayer公司的XP一7063封闭型异氰酸酯乳液，能 具有 良好的物理机械性能、优异的耐候性、弹性及软 与其他PU乳液混合，形成稳定的单组分乳液，干燥 硬度随温度变化不太大等优点。在涂料、胶粘剂及油 后经热处理使高反应活性的～NCO再生，与PU分子 墨等许多领域都得到了广泛的应用。随着环保法律 中所含的活性基团(如：羟基、氨基、脲基等)反应形 法规的健全和人们环保意识的加强，聚氨酯材料的水 成交联涂层。 性化 日益受到重视。水性聚氨酯的研究与开发具有 室温固化型内交联技术 J：碳化二亚胺和甲亚 重要的应用价值。但一般水性聚氨酯往往存在耐水 胺作为早期的内交联剂，在碱性条件下相当稳定，在 性、耐溶剂性、耐化学品性及机械强度等性能较差的 聚氨酯乳液中能稳定存在，其交联反应是由酸催化进 缺点…。为克服上述不足，近年来对水性聚氨酯进 行，涂膜在干燥过程 由于水及中和剂的挥发，使得胶 行改性研究已成为一大热点，许多科研工作者进行了 膜的pH值下降，交联反应得以进行。美国Olin公司 深入、全面的研究，改性方法也 日新月异。本文综述 以脲丁酮作为内交联剂，引入 PU骨架中，其交联机 了近年来水性聚氨酯在改性方面的研究进展。 理是过量的二元胺迁移到胶乳颗粒中，与脲丁酮反应 形成缩二脲而引发辅助交联反应。该反应发生在胶 1 改性技术的研究 乳颗粒内，只增大乳胶颗粒 中PU链 的相对分子质量 1．1 交联改性技术 而不影响胶乳的稳定性。脲丁酮的含量、位置及二元 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能，可 胺的用量是影响交联度的主要因素。 合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液 』。首先， 自动氧化型内交联技术 J：是将含不饱和键的 通过选用多官能度的合成原材料，如多元醇、多元胺 植物油或其脂肪酸引入水性聚氨酯分子链中，由金属 扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的 催化剂 (如钴、锰、锆等)使大气中的氧产生游离基， 水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂 引发主链上的双键交联，其原理与 自干性醇酸相同。 实现交联固化，即内交联和外交联。 辐射交联型内交联技术：在P