摘要
水性聚氨酯近年來逐漸廣泛被應用于紡織、皮革、油墨、接著劑等各領域。本文探討了高固成分水性聚氨酯產品的開發(fā)，并對其應用于紡織印花膠漿上進行測試。
關鍵詞：水性聚氨酯、印花膠漿
水性聚氨酯具有無毒、無污染操作方便及安全性好等諸多優(yōu)點，已廣泛應用于汽車內裝飾、木器、油墨、紡織品、真空吸塑及制鞋等領域中。特別是近年來，由于溶劑價格的高漲和人們環(huán)保意識的增強，使水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一個重要的發(fā)展方向。
印花膠漿是依靠色漿中的黏合劑(樹脂)將色漿牢固地附著在織物面料上，形成一種有伸縮性和遮蓋性的涂膜。印花膠漿可通過絲網印刷分色套印的方法,將色漿分批印在布面上形成裝飾圖案。織物用水性膠漿的成分目前主要可分為二大類:一類是丙烯酸酯類共聚物，另一類是聚氨酯類。丙烯酸酯類成本較低，使用較廣泛;水性聚氨酯類彈性好，手感優(yōu)異，大多用于較高端產品。
目前水性聚氨酯產品普遍固含較低，干燥速度慢，干燥時間較長，使得生產效率受到影響，限制了其應用發(fā)展，因此提高水性聚氨酯樹脂的固含量是行業(yè)上急需發(fā)展的目標。
水性高固含無溶劑PUD樹脂開發(fā)
本文以聚醚多元醇、氫化苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為原料，以DMPA、磺酸鹽擴鍊劑做為親水單體，采用自乳化法合成具有良好穩(wěn)定性固含50-60%的成品，并探討親水基團比例對產品物性及應用上的影響。產品柔軟手感佳可被用于紡織膠漿、鞋材油墨等多種領域。
實驗部分
主要實驗原料及試劑
氫化苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI): 工業(yè)品; 異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI):工業(yè)品; 六亞甲基二異氰酸酯(HDI) :工業(yè)品; 亞甲基聚四氧二醇(PTMEG) :工業(yè)品;二羥甲基丙酸(DMPA) :工業(yè)品; 聚氧乙烯醚二元醇:工業(yè)品; 雙氨基磺酸鹽:工業(yè)品;丙酮、去離子水。
高固含水性聚氨酯合成
將聚多元醇置于3000ml的四口燒瓶中，于高溫真空脫水干燥，再通氮氣隔絕氧氣與水氣，經加入小分子二元醇原料，攪拌均勻升溫至60℃后，加入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)與氫化苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)，溫度緩緩升至90℃后持溫，反應至達到NCO%理論值后降溫至60℃，加入丙酮稀釋預聚體降黏并持續(xù)降溫至50℃，將中和劑、擴鍊劑加入預聚體溶液中進行反應，待擴鏈結束后緩慢加入去離子水并強烈攪拌進行分散，待相轉移完成后于60oC減壓脫除丙酮，得到高固含聚氨酯分散體。
結果與討論
通過調整親水結構DMPA及雙氨基磺酸鹽的比例，可進一部影響聚氨酯的相關性能，如粒徑大小、黏度及安定性，并進一部影響產品的應用性。DMPA為醇類的反應基團，須于預聚物段加入，可使產品具有較好的機械性能及強度。雙氨基磺酸鹽通常于擴鏈段一并導入，可賦予產品具有較好的柔軟性及延伸性。
根據水合電雙層理論，水性聚氨酯乳膠粒子是由內部親油膠粒及外部水合電雙層共同構成的。DMPA為羧酸型的內乳化劑，接于水性聚氨酯上電雙層的內層為COO-，水合層外層為HN+(C2H5)3；雙氨基磺酸鹽為磺酸鹽型的內乳化劑，接于水性聚氨酯上電雙層的內層為SO3-，水合層外層為Na+。水性聚氨酯乳膠粒子的粒徑，是膠粒本身及水合電雙層的總和。
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