通過自乳化法合成了水性聚氨酯，用環(huán)氧樹脂E244、陽離子型WPU擴(kuò)鏈劑改性水性聚氨酯。探討了水性聚氨酯的配方及反應(yīng)條件，研究了環(huán)氧樹脂用量、加入方式、溫度等因素對乳液穩(wěn)定性和涂膜性能的影響。

結(jié)果表明:用環(huán)氧樹脂、陽離子型WPU擴(kuò)鏈劑改性水性聚氨酯，可顯著提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶劑性等性能。

水性聚氨酯(WPU)是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，自從用陽離子型WPU擴(kuò)鏈劑合成出陽離子型WPU以來，其無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、與顏填料的相容性好、不易損傷被涂飾表面、易于改性等優(yōu)點(diǎn)，在皮革涂料、紙張涂層、鋼材防腐、纖維處理等許多領(lǐng)域中已逐步代替了溶劑型聚氨酯。

但WPU還存在耐水性、耐溶劑性差等缺點(diǎn)，在一定領(lǐng)域的使用中受到了限制。目前，世界各國最普遍的改性方法是采用丙烯酸酯類單體通過接枝共聚改性的方式對WPU進(jìn) 行后處理。

這種方法可在一定程度上改善WPU的耐水、耐溶劑性。然而，其接枝交聯(lián)程度會影響到乳液的穩(wěn)定性問題，因乳液交聯(lián)密度低，其耐水性及其他機(jī)械性質(zhì)仍然不如傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯。

由于聚氨酯原料和配方的多樣性，水性聚氨酯開發(fā)40年左右的時間，人們已研究出許多種制備方法和制備配方。水性聚氨酯用擴(kuò)鏈劑合成的水性聚氨酯品種繁多，可以按多種方法分類。

水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實(shí)際應(yīng)用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本文中統(tǒng)稱為水性聚氨酯或聚氨酯乳液。




4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA應(yīng)用：聚氨酯彈性體、聚脲樹脂固化劑及環(huán)氧樹脂固化劑.

英文名稱:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)

CAS號:19900-72-2

分子式:  C19H26N2


水性聚氨酯用擴(kuò)鏈劑合成的水性聚氨酯膠粘劑按使用形式可分為單組分及雙組分兩類。可直接使用，或無需交聯(lián)劑即可得到所需使用性能的水性聚氨酯稱為單組分水性聚氨酯膠粘劑。若單獨(dú)使用不能獲得所需的性能，必須添加交聯(lián)劑；或者一般單組分水性聚氨酯添加交聯(lián)劑后能提高粘接性能，在這些情況中，水性聚氨酯主劑和交聯(lián)劑二者就組成雙組分體系。

自乳化法制水性聚氨酯最常用方法有預(yù)聚體分散法和丙酮法。預(yù)聚體法即在預(yù)聚體中導(dǎo)人親水成分，得到一定粘度范圍的預(yù)聚體，有水中乳化同時加入進(jìn)行鏈增長，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯（水性聚氨酯一脲）。

丙酮法屬于溶液法，是以有機(jī)溶劑稀或溶解聚氨酯，再進(jìn)行乳化的方法。在溶劑存在下，預(yù)聚體與親水性擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，生成較高分子量的聚氨酯，反應(yīng)過程可根據(jù)需要加入溶劑以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于攪拌，然后加水進(jìn)行分散，形成乳液，最后蒸去溶劑。

溶劑以丙酮、甲乙酮居多，故稱為丙酮法。此法的優(yōu)點(diǎn)是丙酮，甲乙酮的沸點(diǎn)低、與水互容，易于回收處理。整個體系均勻，操作方便。由于降低粘度同時也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高分子量的預(yù)聚體或聚氨脂樹脂，所得乳液的膜性能比單純預(yù)聚體法的好。

而預(yù)聚體法由于粘度的限制，為了便于剪切分散，預(yù)聚體的分子量不能太高，可能會影響水性聚氨酯性能，例如粘度高則乳化困難，粒徑大，乳液穩(wěn)定性差；預(yù)聚體分子量小則NCO基團(tuán)含量高，乳化后形成的脲鍵多，膠膜硬，缺乏柔軟性。

冷凍穩(wěn)定性也是實(shí)際應(yīng)用中考慮的一個因素。在貯存過程應(yīng)防止凍結(jié)和長期高溫。酸性物質(zhì)及多價金屬離子會使陰離子型聚氨酯乳液產(chǎn)生凝聚；陽離子型應(yīng)防止堿影響其穩(wěn)定性。

表面張力是關(guān)系到水性聚氨酯對基材潤濕性的重要因素。水性聚氨酯的表面張力一般為0.040-0.060N／m，而水的表面張力是0.073N／m，有機(jī)溶劑的表面張力一般為0.025 N／m左右。

為了能有效地用水性聚氨酯膠粘劑粘接低能表面，可添加潤濕劑(流平劑)以降低乳液的表面張力，在這種情況下，必須選擇對粘附力或涂膜表面不利影響小的材料。一種含15％有機(jī)氟的表面活性劑Megafac F-813作為潤濕添加劑，對表面張力的影響。

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