乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

２００５年１０月第１４卷第１０期

Ｖ０１．１４Ｎｏ．１０，Ｏｃｔ．２００５

中国胶粘剂

ＣＨＩＮＡ

ＡＤＨＥＳＩＶＥＳ

一

ｌ

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

孙启龙１．２，

黄少婵２，

李建宗２，

涂伟萍１，

吴伟卿２

（１．华南理工大学化工所，广东省广州市５１０６４０；２．广州宏昌胶粘带厂，广东省广州市５１０８００）

摘要：以聚醚２２０、异旆尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）为主要原料，二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ）为亲水性扩链剂，丁二

醇（ＢＤ）和乙二胺（ＥＡ）为小分子扩链剂，按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氯酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明，随乙二胺扩链剂用量的增加，乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘匿减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Ｔｇ升高，软硬段相分离程度增加。胶膜的ＡＴＲ红外表现为ＰＰＧ类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。

关键词：水性聚氨酯；乙二胺；异佛尔酮二异氰酸酯；聚醚２２０

中图分类号：ＴＱ４３３．４３２：ＴＱ４３６．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４－２８４９（２００５）１０－０００１－０５

１．２水性聚氨酯的制备

０引

言

在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的三口烧瓶中，加入计量的ＩＰＤＩ和脱水的聚醚２２０，逐渐升

温到９０℃反应一定时间，再加入ＤＭＰＡ和ＢＤ扩链

水性聚氨酯（ＷＰＵ）以水为分散介质，不燃、

无毒、环境污染小、省资源、符合当前经济发展的

４Ｅ原则，而且由于分子中存在聚氨酯本身的氢键作用外，还有电离基团间的静电相互作用，使水性聚氨酯在粘接性能、机械性能等方面优于溶剂型聚氨酯，已在涂料、胶粘剂和油墨等领域得

直至反应终点，得到聚氨酯预聚体，反应过程根据

需要加入适量丙酮调节粘度。预聚体经降温、中和、

加水高速分散、乙二胺扩链，减压抽出溶剂，得到聚氨酯水分散体。

１．３性能测试

７

到了广泛的应用［１－４］，并在逐步取代溶剂型聚氨酯。但相对于溶剂型聚氨酯来说，水性聚氨酯存在耐水性和耐溶剂性较差、涂膜丰满度欠佳、干

燥速度慢等缺点。所以近年来针对这些问题进行

（１）乳液固含量：按ＧＢ１７２５—１９７９测定。（２）乳液粒径：将样品稀释到一定浓度，用

ＭａｌｖｅｍＡｕｔｏｓｉｚｅｒ于室温下测得。

了大量研究。作者以羧基为亲水性基团，自乳化合成水性聚氨酯分散体，采用乙二胺为扩链剂，以期提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性和内聚

强度等。

（３）乳液粘度：使用ＲｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓＲＦＳ—ＩＩ流变仪

２５℃下测定，测试样品的固含量均为３５％。

（４）胶膜耐水性和耐溶剂性：将充分干燥的胶

膜裁成２０ｍｍｘ２０ｍｍ的正方形，称重得ｍ。，在室温下浸入到水或有机溶剂中（二甲苯）２４ｈ后取出，用滤

１实验部分

１．１

原料纸吸干表面的水份或溶剂后再称重得ｍ，按下式计算吸水率或吸溶剂率：

吸水率（吸溶剂率）＝（ｍ－ｍｏ）／ｍｏｘｌ００％。（５）胶膜的失重率：测完吸水率的胶膜放在烘箱中烘至恒重得１１１，，按下式计算失重率：

失重率＝（ｍｏ－ｍ１）／ｍｏｘｌ００％。

（６）胶膜的力学性能：在ＴｒａｎｓｔｒｏｎｉｃＳｃａｌｅ

ＢＡＢ一

聚醚２２０（Ｍｎ＝２０００），工业品，上海高桥石化

三厂；异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ），工业品，Ｒｏｄｉ—ａ；二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ），工业品，瑞典Ｂｅｒｓｔｏｒｐ；丁二醇（ＢＤ），分析纯，上海试剂厂；乙二胺（ＥＡ）、

丙酮、三乙胺（ＴＥＡ），分析纯，广州试剂厂；水为去

离子水。

收稿１３期：２００５一０４—０６。

作者简介：孙启龙（１９７３一），甘肃靖远人，博士，现为华南理工大学应用化学方向博士后，主要从事功能高分予材料、涂料和胶粘荆用水性树脂的合成研究。

万方数据　

２’

中国胶粘剂

第１４卷第１０期

５０Ｍ拉力试验机上室温下测定，拉伸速度为

３００ｍｍ／ｍｉｎ。

（７）胶膜的玻璃化温度：ＮＥＴＺＳＣＨＤＳＣ２０４测定

升温速率１０．Ｏｋ／ｍｉｎ。

（８）胶膜的红外光谱：ＢｒｕｋｅｒＶｅｃｔｏｒ３３于室温下测定，采用ＡＴＲ附件。

２结果与讨论

２．１

ＣＯＯＨ基含量对乳液性能的影响

自乳化ＰＵ是在ＰＵ分子链上引入亲水性基团，

通过亲水性基团的亲水性使ＰＵ分子分散在水中形成稳定的分散体。因此，亲水性基团的含量是自乳化ＰＵ研究的一个重点。实验采用ＤＭＰＡ的ＣＯＯＨ为亲水基团，表１为不同ＣＯＯＨ含量下乳液的基本性能。

表１

ＣＯＯＨ基含量对乳液性能的影响

ＣＯＯＨ／％

乳液外观

存贮稳定性粒径／ｎｍ２４ｈ吸水率／％

注：ＮＣ０／０Ｈ为１．２，胺扩链荆的量不变，调整ＤＭＰＡ／ＢＤ

的比值。

从表１可以看出，随着ＣＯＯＨ基的含量的增加，乳液的外观逐渐变好，当达到１．５％时，变为几乎

透明的液体，乳液的分散稳定性逐渐变好，乳液平均粒径逐渐减少，这些变化都可以归结到ＰＵ预聚物的亲水性增加。一方面，当离子基团含量增加时。ＰＵ预聚物链段亲水性提高，与水的界面张力减小，水的分散能力增强，乳液平均粒径下降；另一方面

离子型乳液中的粒子是通过双电层的形成来稳定的，随着链段中离子含量的增大，双电层厚度增加，乳液稳定性也增加。

表１也列出了乳液成膜后的２４ｈ吸水率，可以

看到随着ＣＯＯＨ基含量的增加，在赋予乳液良好稳定性的同时，胶膜的吸水率明显增大，胶膜耐水性下降，而胶膜的耐水性是许多应用中的重要质量指

标，所以在保持乳液稳定性的同时，亲水性基团的含量应尽可能的小。不同的体系，由于亲水部分和

疏水部分所占的比重不同、分布不同、分子微观结构不同，每个体系都有一个最佳的亲水基团含量。从实验结果可以看出，在这个体系中，ＣＯＯＨ的含量控制在１．４％以下，即可使胶膜的２４ｈ吸水率在１０％

万

方数据以下，乳液也具有良好的分散稳定性。

２．２

中和度对乳液性能的影响

中和度是指加入中和剂的摩尔量占完全中和

树脂上的羧基所需中和剂摩尔量的百分数，中和

度对乳液及其胶膜的性能有很大影响。实验结果见图１。

＼

ｇ

翅罐

图１

中和度对乳液粒径和胶膜吸水率的影响

注：ＣＯＯＨ为１．２％，其它量不变．只改变中和剂的用量。

从图１中可以看到，随着中和度的逐渐增加，

ＰＵ分散液的平均粒径逐渐下降，胶膜的吸水率逐渐

增加，造成这种现象的原因是：在低中和度时，

ＣＯＯＨ的电离度较低，羧酸阴离子的活性中心数小，体系的亲水性较低，表现出较差的水分散性。随着

中和度的增加，分子中羧基阴离子的活性中心数增

多，从而使分子链的亲水性增加，提高了水分子对聚合物的水化作用，乳液粒子数目增多，粒径减小，乳液成膜后，吸水率增加。ＣＯＯＨ是弱电离基团，等当量的中和剂的加入并不能使其完全电离，在中和度超过１００％时其继续发生电离直至完全（中和度

达１１０％），此时乳胶粒的粒径变化不大，吸水率的

变化也不明显，但预聚物和乳液的粘度增加明显。

所以从最大限度的利用亲水性基团和乳液的制备

和使用性能方面出发，中和度在９０％一１００％［Ｌ较合

适。

２．３后扩链对乳液和胶膜性能的影响

２．３．１

对粒径和吸水率（吸溶剂率）的影响

实验中固定异氰酸酯、低聚物二元醇和亲水基

团的含量，调节小分子二元醇和二元胺扩链剂的用量来研究胺扩链剂用量对乳液的合成及性能的影响，实验结果列于表２。

从表２中可以看出，随着ＥＡ用量的增加，聚氨

酯乳液的粒径（出料时粒径）逐渐变大，这是由于

第１４卷第１０期孙启龙等乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响 ３

裹２胺扩链剂用量对粒径和吸水率（吸溶剂率Ｊ的影响

注：＋表示部分溶解，得不到吸水率。

ＮＨ：与ＮＣＯ基的反应活性很高，扩链反应非常剧烈，当胺的用量增加时，反应形成更多的脲键，分子间氢键作用加强，使分子中硬段含量增加，分子链

间缠结增多，形成更大的粒子，进而影响乳液的外

观和稳定性。

一

表２的结果还显示，乳液的粒径在胺扩链剂用量较小时不稳定，这是因为当胺用量小时，意味着反应体系中有更多的ＢＤ，其反应速率相对胺来说要慢很多，而实验中为比较的方便，反应时间都不变，这样部分ＢＤ还未完全参与扩链反应，残留ＮＣＯ增多，在分散后，残留ＮＣＯ与水反应，导致乳液粒径

、

增大。

表２同时列出了胶膜的２４ｈ吸水率和胶膜在

测完吸水率之后的失重率。可以看到胺扩链剂用量对胶膜的吸水率影响不是很明显，只是在胺用量较多时（ＥＡ／ＢＤ为０．９３）吸水率比较大。但不用乙二胺扩链，如不采用内交联，胶膜浸水后则发生部分溶解。至于胺扩链剂用量对吸水率的影响，有研究者认为胺扩链形成的脲键导致微相分离增加，水难以扩散进微相分离而形成的网络中［５１；也有研究者认为分子中脲键的增多，其与水形成氢键的能力增强，膜吸水率增大［６１。至于详细的结果，还需进一步

深入研究。

胶膜的失重率尽管不是很大，但也表明胶膜在水中有少量溶出物，可能是未反应的扩链剂和部分中和剂。胶膜失重率在胺扩链剂用量较小时比较大，溶出物较多，这是未反应完全ＢＤ溶出的结果。从另一个方面证明这种情况下ＢＤ还未完全参与扩链反应，要得到稳定的乳液需延长反应时间。

２４ｈ溶剂吸收率显示，二甲苯吸收率随胺扩链

剂用量的增加逐渐减小，表明耐溶剂性逐步提高。

相对于吸水率来说，溶剂吸收率值很大。低胺扩链剂用量（ＥＡ／ＢＤ≤Ｏ．４８）的胶膜在二甲苯中浸泡２４ｈ

万　

方数据后，几乎没有力学强度，胺扩链剂用量较高（ＥＡ／ＢＤ≥０．５３）的胶膜溶胀的特别厉害，但表现出一定

的力学强度。这些结果说明随胺扩链剂用量的增加，脲键含量增多，氢键作用逐渐加强，体系中的物理交联点增多，非极性溶剂二甲苯更难扩散进由于

氢键作用而形成的物理交联网络中。２．３．２对乳液粘度的影响

图２为乳液粘度随剪切速率的变化。可以看到

随扩链剂用量的增加，在相同剪切速率下，乳液的

粘度逐渐减小，并且随剪切速率的增加，逐渐降低，

而且都表现出两个不同的降低速率。乳液粘度的减

小是因为随着胺扩链剂用量的增加，乳胶粒平均粒径增大，胶粒表面的平均电荷减小，双电层厚度变

薄，双电层的电凝滞效应下降，胶粒运动阻力减小，乳液粘度下降；另外，随乳胶粒粒径的增大，乳胶粒数目减少，乳胶粒相互之间的摩擦阻力也减小，也导致粘度下降。

１／ｓ１１

图２试样的粘度与剪切速率的关系

至于剪切变稀表现出两个不同的降低速率是因为体系在不同的剪切速率下存在不同的变形过程。体系尽管以粒子之间的静电排斥作用而稳定，但仍然存在着分子间范德华力、反离子导致的偶极吸引而形成的一定程度的聚集体，在低剪切速率下，这些聚集体破坏，乳液粘度下降，继续增加剪切速率，则球形的乳胶粒变为椭球形，根据流体力学理论，椭球形体系的粘度要小。相对于乳胶粒的变形来说，聚集体更容易变形，所以在剪切速率的逐渐变化过程中，在以聚集体为变形主体的过程中，粘度变化更快。在以乳胶粒为变形主体的剪切过程中，其形变较小，粘度变化较慢，并且乳胶粒的粒径越小，形变越难，因胶粒形变而导致的粘度减小出

现在更高的剪切速率之下。

２．３．３

对胶膜拉伸强度和断裂伸长率的影响乙二胺扩链剂用量对拉伸强度和断裂伸长率

４

中国胶粘剂

第１４卷第１０期

的影响见图３，当ＥＡ／ＢＤ从０．４２增加到Ｏ．９３时，胶膜拉伸强度增加，断裂伸长率下降。这是因为随胺扩链剂用量的增加，分子中脲键数量增加，氢键作用增强，分子链的整体刚性增加，导致胶膜拉伸强

度增加，断裂伸长率下降。若用做胶粘剂或涂料的

成膜物质，则内聚强度提高。ＥＡ／ＢＤ为０．３８时，因为异氰酸酯还没有反应完全，在储存的过程中，残留ＮＣＯ与水发生反应，也会有脲键生成，所以其拉伸强度要比ＥＡ／ＢＤ为０．４２的高，断裂伸长率要低，但这时的乳液不稳定。

冰

＼

瓣避套碟搭

图３胶膜拉伸强度和断裂伸长率与ＥＡ／ＢＤ的关系

２．３．４对胶膜玻璃化温度的影响

图４为两个样品（ＥＡ／ＢＤ分别为０．５４和０．７４）的ＤＳＣ曲线，表现出两个明显的玻璃化转变区域，

说明所合成的聚氨酯试样存在明显的相分离，一５１℃

左右所对应的温度即为软段的玻璃化转变温度Ｔｇ（ｓ），另外一个则为硬段的玻璃化转变温度Ｔｇ（ｈ）。Ｔｇ（ｓ）基本不随胺扩链剂用量的变化而变化，Ｔｇ（ｈ）

则不同，随胺扩链剂用量的增加，Ｔｇ（ｈ）移向高温（４０—４５０Ｃ）。这是因为随胺扩链剂用量的增加，分子中

脲键数量增加，氢键作用增强，导致硬段微区的凝聚力增强，Ｔｇ（ｈ）升高，相分离程度增加。

ｋ

警

壶

曼

象．ｏ

温度／℃

图４胶膜的Ｄｓｃ曲线

万　

方数据２．４胶膜的ＡＴＲ红外

图５是两个样品（ＥＡ／ＢＤ分别为０．５４和０．７４）成膜后的ＡＴＲ红外，可以看出，两者的红外并没有明显的差别，在２２７０ｃｍ一处无特征峰，表明一ＮＣＯ已全部反应。３３２７ｃｍ。１处为Ｎ—Ｈ的伸缩振动峰，而３４００ｃｍ一

左右无明显的吸收峰说明氨酯基上的Ｎ—Ｈ几乎全部

氢键化，氢键作用有利于ＰＵ软硬段的微相分离。１７０３ｃｍ一处为Ｃ＝Ｏ的伸缩振动峰。２９７０—２８７０ｃｍ一为聚醚中甲基和亚甲基的特征吸收峰，１０９９ｃｍ一处强的吸收峰为聚醚中Ｃ—Ｏ—Ｃ的特征吸收。这些特征峰表现为ＰＰＧ类聚醚型ＰＵ典型的红外光谱。

图５胶膜的ＡＴＲ红外光谱

３结论

（１）提高聚合物中羧基的含量，乳液粒径减小，分散稳定性增加，胶膜吸水率也随之增加。在这个体系中ＣＯＯＨ的含量控制在１．４％以下，即可使胶膜的２４ｈ吸水率在１０％以下，乳液也具有良好的分散

稳定性。

（２）增加羧基的中和度，乳液粒径变小，吸水率

增加。

（３）随乙二胺扩链剂用量的增加，乳液的粒径逐

渐变大，粘度逐渐变小；胶膜的吸水率变化不明显，但比不用胺扩链时耐水性提高很多，耐溶剂性逐渐

变好；胶膜的拉伸强度增加，断裂伸长率下降。ＤＳＣ

的测试表明，软段的风基本不受胺扩链剂用量的影响，而硬段风则随胺扩链剂用量的增加而提高。

参考文献

［１】

ＮＯＢＬＥ

Ｋ－Ｌ．ＷａｔｅｒｂｏｒｎｅＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ

ＯｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇ，１９９７，３２：１３１—１３６

［２］李建宗，李士杰．国外水性聚氨酯研究进展【Ｊ］．中国胶粘

剂，１９９７，６（５）：４４－５０

［３】李绍雄，刘益军．聚氨酯胶粘剂［Ｍ】．北京：化学工业出版

社，１９９８

第１４卷第１０期

Ｉ————

孙启龙等乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影－向

南理工大学博士学位论文，２００３

５

Ｉ－－＿＿－＿－＿● －＿－－＿－＿＿－＿－●－＿ －－－＿－－－＿－ － －－●－＿＿－●－＿＿＿●■－＿＿＿＿－●＿＿＿－－ －＿ ＿ ＿－＿■－＿－＿＿＿＿＿－●＿－－＿＿＿＿＿●＿－＿＿＿－ ＿ ＿＿＿＿－●●●＿－● ＿－＿ｏ！！！！＿

［４】吕维忠，涂伟萍，陈焕钦．阳离子水性聚氨酯的研究进展

［Ｊ］．皮革化工，２００３，２０（２）：１０—１４

［５】张旭东．聚氨酯一丙烯酸酯复合乳液的合成研究【Ｍ］．华

［６】刘景芳，李树材．硬段含量对水性聚氨酯性能的影响【Ｊ］．

涂料工业，２００４，３４（８）：５－１０

Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｅｘｔｅｎｄｅｒ

ＳＵＮ

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ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｑｕｅｏｕｓｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ

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Ｑｉ－ｌｏｎｆ—ＨＵＡＮＧ

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ

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５１０６４０，

（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ

Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ

ＷａｎｇＣｈｅｏｎｇＡｄｈｅｓｉｖｅＰｒｏｄｕｃｔＦａｃｔｏｒｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０８００，Ｃｈｉｔｌａｌ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ

ｓｅｒｉｅｓｏｆ

ａｑｕｅｏｕｓｐｏｌｙｍ’ｅｔｈａｎｅ

ｄｉｓｐｅｔ’ｓｉＯＦＩＳｗｅｒｅ

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２２０

万方数据　

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

作者：作者单位：

孙启龙， 黄少婵， 李建宗， 涂伟萍， 吴伟卿， SUN Qi-long， HUANG Shao-chan， LIJian-zong， TU Wei-ping， WU Wei-qing

孙启龙,SUN Qi-long(华南理工大学化工所,广东省,广州市,510640;广州宏昌胶粘带厂,广东省,广州市,510800)， 黄少婵,李建宗,吴伟卿,HUANG Shao-chan,LI Jian-zong,WU Wei-qing(广州宏昌胶粘带厂,广东省,广州市,510800)， 涂伟萍,TU Wei-ping(华南理工大学化工所,广东省,广州市,510640)中国胶粘剂

CHINA ADHESIVES2005，14(10)4次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(6条)

1.NOBLE K-L Waterborne Polyurethane 1997

2.李建宗.李士杰 国外水性聚氨酯研究进展[期刊论文]-中国胶粘剂 1997(05)3.李绍雄.刘益军 聚氨酯胶粘剂 1998

4.吕维忠.涂伟萍.陈焕钦 阳离子水性聚氨酯的研究进展[期刊论文]-皮革化工 2003(02)5.张旭东 聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成研究 2003

6.刘景芳.李树材 硬段含量对水性聚氨酯性能的影响[期刊论文]-涂料工业 2004(08)

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以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚220、聚酯二元醇为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,并分别用乙二胺和尿素作扩链剂,合成阴离子型水性聚氯酯乳液.对比2种扩链剂对水性聚氯酯乳液黏度、膜吸水性及玻璃化转变温度(Tg)的影响:结果表明,增加乙二胺的用量,能提高聚氨酯乳液黏度,降低其膜的吸水性,增大聚合物Tg.而增加尿素的用量对聚氨酯乳液黏度和聚合物Tg没有明显影响,但提高了膜吸水性.说明尿素没有起到扩链作用,但可以作为封端剂在聚氨酯分子末端引入胺基.

3.学位论文 冯海波 核壳交联结构水性聚氨酯的合成、改性及应用研究 2004

该论文以聚四氢呋喃(PTMEG),聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA),聚己内酯二醇(PCL),聚碳酸酯(PCG),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI),二羟甲基丙酸(DMPA)亲水扩链剂,扩链剂乙二胺,中和剂三乙胺等为主要原料,采用预聚体分散法以不同方案和工艺合成了一系列具有交联、核壳结构的水性聚氨酯,并对其性能和产品的应用进行了研究.核壳结构聚合物一般采用分步法制备,而且必须加入一定量的乳化剂.该实验不用乳化剂(乳化剂残留对合成乳液的涂膜性能产生不利影响),成功合成交联、核壳结构的水性聚氨酯.简要过程为:首先制备带有不同量亲水基团、由—NCO封端的高分子预聚体,即以后形成核和壳结构的两种预聚体(一种是亲水性预聚体,另一种是疏水性预聚体).其中亲水性预聚体在整个水分散体系起到乳化剂的作用.预聚体残留NCO-达到理论终点后,用三乙胺中和,使预聚体离子化.离子化的预聚体在强剪切力作用下分散于水后,迅速加入扩链剂乙二胺的水溶液,形成核和壳结构的两种预聚体在水中同步扩链,使整个体系分子量进一步提高.

4.期刊论文 宋建华.郭敬威.丘赟.郭仕恒.徐敏.Song Jianhua.Guo Jingwei.Qiu Yun.Guo Shiheng.Xu Min 环氧基四配位硅改性水性聚氨酯及性能分析 -涂料工业2007,37(3)

通过二步法制备了环氧基四配位硅(ETCS)改性水性聚氨酯,研究了n(-NCO)∶n(-OH)、二羟甲基丙酸(DMPA )的含量、ETCS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响, 确定了n(-NCO)∶n(-OH)在1.5～1.7之间,DMPA质量分数在5%左右,ETCS质量分数小于3%时制得的乳液外观呈蓝光半透明,粒子半径小,稳定性高;涂膜耐热性高、吸水率低.实验证明ETCS作为扩链剂比乙二胺作扩链剂时合成的水性聚氨酯各方面性能均有提高.

5.学位论文 党晓容 水性聚氨酯形态结构性能的研究 2005

水性聚氨酯的研究近年来受到极大关注，有关的文献报导也多不胜数。由于水的参与，使得水性聚氨酯的很多性能相对于传统的聚氨酯体系有更为复杂多变的影响因素，因此如何把握对这些因素的内在规律从而得到质优而稳定的产品一直是人们研究的热点。但由于聚氨酯体系的多样性，这方面的研究仍然还存在空白点。本文在总结前人经验的基础上，以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸新戊二醇酯(P756)、二羟基甲基丙酸(DMPA)用相反转法合成IPDI-p756-DMPA聚氨酯，然后用乙二胺(EDA)进行扩链，测定IPDI-p756-DMPA-EDA水分散液及其涂膜的性能，并通过TEM、DSC、FTIR、WAX、13CNMR等方法对其形态进行表征，同时合成了水可分散多异氰酸酯，对水性聚氨酯进行交联。

6.期刊论文 李松栋.吴跃焕.张翠梅.甄琛.LI Song-dong.WU Yue-huan.ZHANG Cui-mei.ZHEN Chen MMA,HEMA和

EDA对水性聚氨酯硬度的影响 -山西化工2008,28(4)

针对水性聚氨酯木器漆硬度比较低的缺点,进行了MMA、HEMA和EDA改善水性聚氨酯硬度的实验.研究表明,随着MMA添加量的增加,水性聚氨酯的硬度增大,但增大不明显;当同时加入一定量HEMA和EDA时,水性聚氨酯的硬度明显提高;联合使用时,摆杆硬度可达到0.82.

7.学位论文 林剑雄 水性聚氨酯乳液的制备及其与丙烯酸酯交联改性的研究 2004

该文以2,4一甲苯二异氰酸酯(TDI),4,4'-二苯甲烷-二异氰酸酯(MDI),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA),2,2一二羟甲基丙酸(DMPA),乙二胺(EDA),肼(HYD),三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,采用自乳化法合成了性能优异的水性聚氨酯乳液.通过改变聚合方法、NCO/OH值,DMPA、乙二胺、TMP用量和筛选不同类型的异氰酸酯、扩链剂、二元醇,不同数均分子量的聚酯二醇合成了一系列不同性能的水性聚氨酯乳液.考察了不同共聚组分及聚合工艺对聚氨酯乳液附着牢度、贮存稳定性、干燥速度等的影响.借助TGA、力学实验技术等研究了不同共聚组分及聚合工艺对聚氨酯胶膜的力学性能和热行为的影响.

8.期刊论文 李凤妍.梁永标.王平华.Li Fengyan.Liang Yongbiao.Wang Pinghua 聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液的制备和性能研究 -聚氨酯工业2007,22(4)

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液.讨论了中和度、乳化时加水速度、乳化扩链温度、乙二胺(EDA)加入量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响.结果表明,中和度控制在100%,乳化时加水速度控制在100 mL/min,乳化和扩链温度控制在0～5℃、EDA用量为扩链剂理论用量的60%时,所得到的聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液及胶膜综合性能最好.

9.学位论文 龙宁华 氟改性聚氨酯乳液的制备与膜结构性能表征 2005

本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)，2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)，乙二胺(EDA)，三羟甲基丙烷(TMP)，氟醇等为主要原料，采用自乳化法合成了性能优异的氟改性水性聚氨酯乳液。通过改变聚合方法、NCO/OH值，DMPA、乙二胺、TMP、氟醇用量和筛选不同类型的扩链剂、二元醇，不同数均分子量的聚酯二醇合成了一系列不同性能的氟改性水性聚氨酯乳液。考察了不同共聚组分及聚合工艺对聚氨酯乳液粘度外观、贮存稳定性、干燥速度等的影响。借助TGA、力学实验技术等研究了不同共聚组分及聚合工艺对聚氨酯胶膜的力学性能和热行为的影响。

10.期刊论文 张婷婷.张龙越.项尚林.黄健.陈贤益.ZHANG Ting-ting.ZHANG Long-yue.XIANG Shang-lin.HUANGJian.CHENG Xian-yi 乙二胺对复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂的影响 -包装工程2007,28(12)

以聚酯多元醇、聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)等为主要原料合成了水性聚氨酯乳液(WPU),考察了EDA不同用量和加料顺序对水性聚氨酯胶粘剂的T-剥离强度、粒径、粘度、耐水性、玻璃化转变温度(Tg)等性能的影响.结果表明:乳化前加EDA所制得胶粘剂的T-剥离强度、耐水性、粘度均高于乳化时加EDA的,且EDA的加入量为剩余TDI物质量的30%时,T-剥离强度最大,吸水率较低;乳化前加不同量EDA制得聚氨酯的Tg变化不大.

引证文献(4条)

1.韦力达.丁运生.王川行.于丹丹 尿素对水性聚氨酯性能的影响[期刊论文]-粘接 2009(5)

2.刘都宝.唐邓.张文荣.许戈文 无溶剂型水性聚氨酯的合成及性能研究[期刊论文]-安徽大学学报（自然科学版）2008(5)

3.鲍俊杰.刘都宝.谢伟.钟达飞.许戈文 预聚体法合成阴离子型水性聚氨酯的研究[期刊论文]-印染助剂 2007(3)4.黎兵.杨伟平.徐恒志.许戈文 PVC手套涂层用水性聚氨酯的研制[期刊论文]-聚氨酯工业 2009(6)

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