聚酯型阴离子水性聚氨酯树脂的合成研究

巨型水性聚氨酯 乳液［1］以水作溶剂或者作分散介质，体系中不含或含很少量的 有机溶剂，异氰酸酯和多元醇缩合生成聚氨酯的乳液。

反应用下式表示：水性聚氨酯乳液合成工艺进展(1-1)这是一类非常重要的缩聚物，水性聚氨酯乳液具有无毒、不污染环境、节能、 易操作等优点，在工业上（包括 黏合剂和涂料等）有着广泛的应用。

因此，它正 逐步成为当今聚氨酯领域发展的重要方向。

从20世纪60年代水性聚氨酯被用做 涂料开发出来到80年代，美、德、日等国的一些聚氨酯产品已从试制阶段发展 为实际生产和应用，一些公司如德国的Bayer 公司、Hoechst 公司、美国Wyandotle 化学公司、日本的Dic 公司走在前列。

国内水性聚氨酯产品品种少、性能不佳， 每年仍需大量进口，因此需开发高质量的产品以满足国内的迫切需要。

由于聚氨 酯的疏水性很强，必须采用新的合成方法制备 PU 乳液，水性聚氨酯的合成过程 主要为：①由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成中高相对分子质量的 PU 预聚体；②中和后预聚体在水中乳化，形成分散液。

各种方法在于扩链过程的不 同。

聚氨酯乳液的制备方法有两大类：外乳化法和内乳化法。

1•外乳化法该方法是使用最早的制备水性聚氨酯的方法， 外乳化法就是在乳化剂、高剪 切力存在下强制乳化的方法，最早为 Pschlack 发明，1953年杜邦公司的 W.yandott 采用此法合成了 PU 乳液。

其合成工艺是先将聚醚二醇和有机异氰酸 酯合成PU 预聚体，再以小分子二元醇或二胺扩链，得到PU 的有机溶液，然后于 强烈搅拌下，逐渐加入适当的乳化剂的水溶液，形成一种粗粒乳液，最后送入均 化器，形成粒径适当的乳液。

但因该方法存在反应时间长，乳化剂用量大以及乳 液颗粒粗而导致储存性差，胶层物理机械性能不佳等缺点，目前生产基本不用该 方法。

后来发展起来的一种叫做低温封蔽法制备 PU 乳液的方法，可减少乳化剂 的用量且制得稳定性好的乳液。

中山大学硕士学位论文无溶剂法合成高固含量水性聚氨酯姓名：周海锋申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：卢江20090611第一章前言１．１聚氨酯简述聚氨酯（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，简称ＰＵ）是指主链中含有许多重复的氨基甲酸酯链节（即氨酯键一ＮＨ—Ｃ０－ｏ＿）的高聚物，全称是聚氨基甲酸酯。

一般由多异氰酸酯与多元醇（包括含羟基的低聚物）加聚反应生成，如图１－１。

按多元醇的主链结构分为聚醚型和聚酯型两类。

ＯＣＮ—Ｒｌ－ＮＣＯ＋Ｈｏ＿Ｒ２—ｏＨ—Ｐ～舻Ｒ２＿０－ｃｏ．ＮＨ—ＲＩ＿ＮＨ－ｃｏ＿ＯＲ＿ｏ～图Ｉ－Ｉ合成聚氨酯的基本反应聚氨酯除含有大量的氨基甲酸酯基外，还可能有酯基、醚基、缩二脲基、脲基甲酸酯基、异氰脲酸酯基，以及油脂的不饱和基团等；既有柔性的链段，又有刚性的链段，在大分子链之间还存在氢键，使它具有优异的性能，如较强的耐磨性，良好的附着力，优良的耐低温、耐油、耐水、耐酸碱及耐化学品性。

由于原材料和配比的变化，其性能可在很宽的范围内改变，可以制得硬、半硬及软的泡沫塑料、塑料、弹性体、弹性纤维、合成皮革、涂料、胶黏剂及防水灌浆材料等产品，在国防、基建、化工防腐、车辆、飞机、木器、电气绝缘等各方面都得到了广泛的应用。

聚氨酯制品的独特性能和广泛应用，促使其消费量直线上升。

据英国ＩＡＬ咨询公司ＡｎｇｅｌａｒＡｕｓｔｉｎ报道，２００５年世界聚氨酯制品总产量约为１３７５万ｔ，２０００一－－２００５年年均增长率为６．７％。

预计２０１０年产量将达１６９１万ｔ，２００５－－一２０１０年年均增长率为４．２％。

［１］聚氨酯按分散介质分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯两大类。

传统的溶剂型聚氨酯在合成过程中需要使用大量的有机溶剂，致使产品中挥发性有机化合物（ｖｏｃ）含量高，易造成环境污染，危害人体康健［２］。

水性聚氨酯是以水代替变小，但当亲水性基团的含量增加到一定程度后，粒径的变化较小。

另一方面，粒径随着亲水性基团含量的增多而减小势必将增加总的双电层数和粒子的流体体积，增加了微粒之间的总体作用力，从而导致黏度的增大。

水性聚酯树脂的生产及应用水性聚酯树脂是一种以聚酯化合物为基础，通过反应性溶剂的去除和水的加入来制备的一种水分散树脂。

它具有优异的性能，广泛应用于涂料、粘合剂、纤维和纺织品加工等领域。

水性聚酯树脂的生产主要有两个步骤：首先是通过聚酯化合物和反应性溶剂进行酯交换反应，形成预聚体，然后通过将预聚体与水进行乳化反应，得到水分散树脂。

在酯交换反应中，聚酯化合物与反应性溶剂（如醇）进行反应，通过酯键的形成，形成具有相对较高分子量的聚合物。

这个步骤通常在有机溶剂（如二甲基甲酰胺）中进行，以保证反应的进行和产物的纯度。

在乳化反应中，将预聚体与水进行混合并加入表面活性剂（例如十二烷基苯磺酸钠）和乳化剂（例如聚醚聚硅氧烷共聚物），通过机械搅拌等方式使预聚体在水相中形成微乳液。

然后，通过在适当的温度下、以一定的速率添加过氧化物引发剂（如过硫酸铵），进行聚合反应，最终形成稳定的水分散树脂。

水性聚酯树脂具有多种优点，使其在众多领域得到广泛应用。

首先，它具有良好的光泽和透明度，使其成为高质量涂料和涂层的理想选择。

其次，它具有优异的耐腐蚀性和耐热性，使其在化工领域得到应用。

此外，水性聚酯树脂还具有良好的柔韧性和耐磨性，使其成为纺织品和合成纤维制造过程中的重要原料。

在涂料和粘合剂方面，水性聚酯树脂通常用作基础树脂。

它可以与其他树脂（例如丙烯酸酯树脂）混合使用，以改善其涂膜的耐久性和附着力。

水性聚酯树脂还用于制备各种水性面漆、底漆和清漆，具有良好的流平性和耐刮擦性。

在纺织品和纤维加工中，水性聚酯树脂通常用作助剂。

它可以与纤维表面进行化学反应，形成保护膜，提高纤维的耐磨性、耐久性和抗皱性。

此外，它还可以用于纤维素纤维的染色和印花过程中，以提高染料的分散性和抗渗性。

总之，水性聚酯树脂是一种多功能材料，具有广泛的应用前景。

随着科技的进步和需求的增加，水性聚酯树脂的生产技术和应用领域也将不断发展和拓展。

PU与PA共混比例对水性聚氨酯性能影响的研究摘要：自制了以4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为异氰酸酯组分的聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液，并采用共混方法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。

研究了不同PU/PA共混比例对水性聚氨酯的结构和性能的影响。

结果表明不同比例的共混改性的涂膜性能比水性聚氨酯乳液涂膜的耐水性能和耐热性能有明显的提高。

关键词：水性聚氨酯；聚丙烯酸酯；共混；性能 1 引言水性聚氨酯以水为介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，因而发展十分迅速[1-2]。

水性聚氨酯具有耐低温、柔韧性好、耐磨性好、粘接强度大等优点，但也有耐高温性能能不佳、耐水性差、膜保光性差等缺点；而聚丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、耐候性和耐化学药品性，但存在着硬度大、脆性大、柔韧性差等缺点。

因此PU和PA在性质上具有一定的互补作用，聚氨酯／聚丙烯酸酯(PU/PA)共混乳液能克服各自的缺点，发挥各自的优势，使乳液及胶膜的性能得到明显的改善[3-4]。

在实验中，我们把MDI、聚酯型阴离子水性聚氨酯(PU)与聚丙烯酸酯(PA)乳液进行机械共混，制得了水性PU和PA的共混乳液PU／PA，研究了不同PU/PA 共混比例对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响，为聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液获得了重要的设计思路与理论依据。

2 实验部分2.1 原料MDI、聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液（PU），固含量30%，自制；聚丙烯酸酯乳液（PA），固含量48%，上海高桥石化；PU、PA机械共混物PU/PA，固含量30%，自制。

2.2 涂膜的制备将制得的乳液于聚四氟乙烯板上流延成膜，室温风干后，放人烘箱中于60～80℃下烘4h，取出放入干燥器中自然冷却备用。

2.3 分析测试2.3.1 乳液平均粒径的测定观察所得乳液随存放时间的延长所出现的外观变化，记录其分层或絮凝的最短时间（周），3个月以上认为其稳定；6周左右认为其基本稳定；7天以内出现絮凝状物或分层认为其不稳定。

水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。

本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。

关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。

水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。

如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。

一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。

目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。

自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。

丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。

反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。

反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。

由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。

蓖麻油基聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能张彪;李晓飞;季明洋;邢高瞻【摘要】采用蓖麻油(C.O)、1,4-丁二醇(BDO)、1,4-环己二甲酸(CHDA)合成了蓖麻油基聚酯多元醇,通过该多元醇、BDO、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成出水性聚氨酯(WPU).研究了蓖麻油基聚酯多元醇中C.O质量分数及羟值对乳液性能及涂膜性能的影响,并应用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)测定结构,热重分析仪(TG)分析胶膜耐热性能.研究发现,当聚酯多元醇羟值为42 mgKOH/g、w(C.O)=30％时,制备出的水性聚氨酯乳液较为稳定,粘接性能、耐水性能、耐热性能均较好.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)005【总页数】4页(P66-69)【关键词】蓖麻油;聚酯多元醇;水性聚氨酯【作者】张彪;李晓飞;季明洋;邢高瞻【作者单位】合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601;合肥安利聚氨酯新材料有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ323.8水性聚氨酯以水作分散介质，它将溶剂型聚氨酯良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和强附着力等优点与水性树脂的无毒、不易燃、无污染、低VOC含量等优势相结合，被广泛应用于胶粘剂、涂料、合成革、涂饰剂等方面[1-2]。

又因水性聚氨酯分子具有可裁剪性，能够有效控制软、硬段的组成结构和比例，使得它成为发展最快的胶粘剂之一。

常用的线性水性聚氨酯通常因分子量小而存在强度、耐水性能、耐溶剂性能不足等缺点，因此常对其进行改性来提高性能[3-5]。

蓖麻油是一种可再生资源，价格低廉，分子中含有大量羟基，平均官能度2.7，羟值约163 mgKOH/g，包括70%三官能度和30%二官能度[6]，是一种理想的改性水性聚氨酯的材料：三官能度部分可以用作内交联剂，大幅度增加聚氨酯分子链的网状交联程度，提高水性聚氨酯的耐热性能和粘接性能；二官能度的部分可用于代替部分聚醚或小分子扩链剂，降低配方成本；此外，蓖麻油分子中的非极性长链脂肪酸结构能有效提高胶膜耐水性[7-14]。

水性聚氨酯涂料的配方
引言
水性聚氨酯涂料具有环保、耐候性好、施工方便等优点，因此在建筑、汽车、家具等领域得到广泛应用。

本文将介绍一种常见的水性聚氨酯涂料的配方，以供参考。

配方材料
以下是制作水性聚氨酯涂料所需的主要材料：
1. 聚氨酯树脂：负责提供涂料的强度和耐候性，可根据需要选择不同牌号和型号的聚氨酯树脂。

2. 溶剂：用于调节涂料的粘度和干燥速度，常见的溶剂有水、醇类和酮类。

3. 交联剂：用于促进聚氨酯树脂的固化和硬化，提高涂料的耐磨性和耐化学品性能。

4. 填料：可根据需要添加适量的填料，如硅酸盐和纳米颗粒，用于改善涂料的性能和增加涂层的厚度。

5. 助剂：用于改善涂料的流动性、抗沉降性和分散性，例如分散剂、稳定剂等。

配方步骤
以下是制作水性聚氨酯涂料的一般步骤：
1. 根据配方比例将聚氨酯树脂和溶剂混合，并充分搅拌均匀，直至溶解。

2. 将交联剂逐步加入混合物中，并搅拌均匀，以促进固化和硬化反应。

3. 根据需要，逐步加入填料，并边加入边搅拌均匀，确保填料均匀分散在涂料中。

4. 最后，添加助剂以改善涂料的流动性和稳定性，充分搅拌均匀。

总结
水性聚氨酯涂料的配方包括聚氨酯树脂、溶剂、交联剂、填料和助剂。

通过合理调配这些材料，并按照一定步骤混合搅拌，可以
制备出具有优异性能的水性聚氨酯涂料。

具体的配方比例和工艺参数应根据具体的应用场景和要求来确定。

IPDI型水性聚氨酯的合成工艺西安工程大学JournalofXi’anPolytechnicUniversity第25卷第4期(总110期)2011年8月Vo1.25,No.4(Sum.No.110)文章编号:1674-649X(2011)04-0488-05IPDI型水性聚氨酯的合成工艺朱骥,贺江平2,岳鹏飞(1.西安工程大学产业发展集团,陕西西安710048;2.西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048)摘要:以聚醚多元醇,聚酯多元醇,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,采用预聚体自乳化历程合成脂肪族水性聚氨酯.通过单因素分析法,优化配方,确定了最佳合成工艺:预聚反应65%,2h;扩链反应70~C,2h;R值1.8,2.4,DMPA用量3.5%一5.5%.关键词:抽洼聚氨酯;聚酯多元醇;合成;乳化中图分类号:TQ264.1文献标识码:A异氰酸酯与低聚物多元醇通过聚合反应生成聚氨基甲酸酯(Polyurethane),简称聚氨酯(PU).水性聚氨酯是指聚氨酯分散到水相中,体系中不含有机溶剂的聚氨酯.目前,国内以脂肪族异氰酸酯,聚酯多元醇为原料制备水性聚氨酯的研究较少?】.一般情况,水性聚氨酯乳液的制备方法分为外乳化法和自乳化法2种.所谓外乳化法就是在乳化剂,高剪切力条件下强制乳化的方法.自乳化法又称内乳化法,指聚氨酯链段中含亲水性成分,无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法.本文以水乳液稳定机理和预聚体自乳化历程为理论基础,探讨出IPDI型水性聚氨酯的合成工艺以及各组分对产品最终性能的影响,从而为制备高固含量,高性能水性聚氨酯时优化合成工艺提供理论依据,使得棉织物具有多种性能,提高其质量.为开发功能化,多样化的复合型水性聚氨酯整理剂提供帮助,同时合成的水性聚氨酯不仅耐水性,成膜性好,而且无甲醛,环保,无污染.1实验1.1原料和仪器(1)原料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,嘉兴禾欣化学股份有限公司),2,2.二羟甲基丙酸(DMPA,临海忆达化工有限公司),聚酯二醇,聚醚丙二醇(PPG,上海高桥化工三厂),二月桂酸丁基锡(DBTDL,上海青析化工科技有限公司),三乙胺(天津市天力化学试剂有限公司),二正丁胺(天津市博迪化工有限公司),异丙醇,丙酮(天津市富宇精细化工有限公司),溴甲酚绿,甲苯(天津市富宇精细化工有限公司).(2)仪器电子恒温不锈钢水浴锅,电子调温电热套,自动定型烘干机,强力树脂压轧机,循环水式多用真空泵,精密增力电动搅拌器,电子分析天平,分析扫描电子显微镜.1.2合成路线将聚酯/聚醚混合多元醇加人装有温度计及电动搅拌器的三口瓶中加热熔融,加人一定量的异佛尔酮收稿日期:2011-05-27基金项目:陕西省教育厅专项自然科学基金资助项目(09JK473)通讯作者:朱骥(1961?),男,江苏省常州市人,西安工程大学高级工程师.E-mail:yue0011@163.CO1第4期IPDI型水性聚氨酯的合成工艺489二异氰酸酯(IPDI),混合均匀后,滴加单位总量的l%的催化剂(二月桂酸丁基锡),缓慢升温至55~C一65~C,滴定体系中游离一NCO的含量达到理论值,滴加二羟甲基丙酸(DMPA),缓慢升温至70~C,80~C,再次滴定体系中游离一NcO的含量达到理论值,将预聚体冷却至40~C,50~C,快速搅拌条件下加入三乙胺进行中和反应,搅拌30min,然后降至室温,高速搅拌的条件下加入去离子水乳化30min,得到亲水性聚氨酯乳液.1.3测试方法(1)一NC0基团摩尔分数的测定取定量的预聚物,用甲苯溶解稀释后,加入定量的二丁胺,用标准盐酸滴定过剩的二丁胺.(2)含固量的测定恒重的称量瓶中,精确称取乳液样品2,3g,恒温120%干燥3h,计算固含量.固含量(%)=(G2一c)/(G.一G)×100.式中G为称量瓶质量,C为烘前瓶和试样总质量,为烘后瓶和试样的总质量.(3)粒径的测定粒径采用马尔文激光粒度仪进行分析,操作温度为25?.(4)粘度的测定采用NDJ一8S数字显示粘度计进行乳液粘度的测定,用2号转子,转速为60r/min,温度为(25?2)?.’(5)耐水性的测定准确称重()后将其浸入蒸馏水中浸泡24h取出,迅速擦去表面的水分后称重(),计算吸水率P:P(%)=((一)/)×100.(6)拉伸强度与断裂伸长率的测试按照GB/T528---92标准测定拉伸强度和断裂伸长率.2结果与讨论2.1原料的选择(1)多元醇的选择常用聚醚二醇,聚酯二醇作为反应物居多,但为了达到特殊的性能也使用聚醚三醇,聚酯多元醇,聚碳酸酯二醇,聚己内酯二醇因价格昂贵,使用受到限制.本文选用聚醚二醇,聚酯二醇,聚碳酸酯等不同分子量的多元醇,制备水性聚氨酯乳液,其性能见表1.表1不同多元醇制备的水性聚氨酯性能比较从表1可以看出,聚醚型聚氨酯乳液耐水性较好,但胶膜强度低,粘附力低;聚酯型聚氨酯乳液耐水性稍差,但成膜后力学性能,粘附力好.为了使成本及耐水性等性能取得平衡,本文选择聚酯1000,聚酯/聚醚混合型作为预聚反应物.(2)亲水单体的选择采用自乳化制备亲水性聚氨酯,需要引入亲水基团或亲水链段,这是因为聚氨酯本身没有亲水性,不溶于水也难分散于水中,而且异氰酸酯基易与水发生亲核反应.合成水性聚氨酯时,常用的亲水单体如表2所示.引入磺酸亲水基团的相关报道较少,羧基亲水基团的研究及应用较多,羧基可以中和成盐,提高了聚氨酯亲水性,实现自乳化.且阴离子型的亲水单体来源丰富,用量少,反应快,使自乳化型水性聚氨酯获得良好的稳定性,综合考虑选择阴离子型的羧基亲水基团亲水单体.2.2异氰酸酯与羟基摩尔比的选择异氰酸酯基团是异佛尔酮异氰酸酯的端基,羟基为聚酯二醇和二羟甲基丙酸中的羟基,异氰酸酯与羟基的摩尔比(简称)是水性聚氨酯合成的一个重要参数,它反映了水性聚氨酯中的软硬段比例.值对水性聚氨酯乳液的稳定性,耐水性,粘度,粒径以及拉伸强度等性能见表3.从表3可看出,随值增大,乳液的稳定性变差,吸水率降低,粘度增大,平均粒径增大,拉伸强度提第4期IPDI型水性聚氨酯的合成工艺491按照工艺进行扩链反应,30min,60min,90mi,120min,150min时抽取样品,滴定体系中游离一NCO含量,与理论一NCO含量对比,判定反应是否完全,结果见表5.从表5可看出,随扩链温度升高,达到一NCO含量理论值的时间缩短.75~C时,反应加剧,粘度增大,体系中游离一NcO在90min内降低到2.6%,低于理论值2.8%,这可能是发生了副反应.65?时,反应速度缓慢,反应时间长.70~C时,反应较为平缓,粘度适中,当反应120min时,游离一NCO含量基本达到理论值(一NCO理论值=2.84%).综合考虑,认为扩链温度7Oc【=反应120rain最适宜.2.4DMPA含量的选择亲水基团的含量大小对水性聚氨酯稳定性能起着重要作用,聚氨酯之所以能够自发的分散在水中,就是因为在聚氨酯分子链上引入的亲水基团.实验只改变DMPA含量,探讨其对水性聚氨酯乳液外观,稳定性,粘度,粒径及吸水率的影响,见表6.由表6可以看出,随着DMPA含量的增加,乳液外观从少量沉淀转变为半透明泛蓝光;乳液的稳定性增强,当增加到5.5%以上,出现胶解现象;乳液粘度上升,粒径逐渐减小,吸水率不断增加.因此,认为DMPA含量为3.5%一5%较为合适.2.5亲水扩链剂加入方式表6DMPA含量对水性聚氨酯性能的影响DMPA的加料方式有粉末法和溶液法两种,本文采用预聚体法合成产物,其他因素均不变,分别采取粉末法,溶液法进行扩链反应,制备的水性聚氨酯乳液性能见表7.表7不同扩链方式对水性聚氨酯乳液的影响注:(1)聚酯1000是分子量为1000的聚酯二醇;(2)溶液法是用N,N一二甲基甲酰胺(DMF)溶解的;(3)聚酯/聚醚分子量均为1000,比例是1:1.从表7可以看出,采取溶液法加入亲水扩链剂,制备的水性聚氨酯乳液颗粒小,稳定性好,反应2h基本都达到了一NCO理论含量.制得的聚氨酯预聚体易乳化,乳液的外观较好,且能大大缩短扩链反应时间.因此在扩链反应中采用溶液法加入DMPA亲水扩链剂较好.2.6织物整理后的性能分析(1)水性聚氨酯对抗皱性能的影响用不同量的水性聚氨酯对棉织物进行整理,并对处理过的棉布多次水洗后再进行折皱回复角性能测试,结果见表8.表8水性聚氨酯对抗皱性能的影响由表8可以看出,经过聚氨酯处理后织物的经纬向折皱回复角明显的增加,并随着用量的增大而增492西安工程大学第25大;当用量为70~90g/L时,变化不太明显.故可考虑选择合适的用量为70g/L_(2)织物整理前后分析为了观察整理前后织物的表面形态以及水性聚氨酯整理剂在棉纤维表面固着情况,实验对整理前后的棉纤维进行扫描电子显微镜测试,结果见图1.从电镜照片可见,未整理的棉纤维与整理后的棉纤维区别很显着.未整理的棉纤维表面非常粗糙,存在许多细小的天然沟纹,经水性聚氨酯整理后,纤维表面部分区域变得比较平整和光滑.3结论(1)采取自乳化法,选用聚酯二元醇,聚醚二元醇,异佛尔酮二异氰酸酯IPDI作为原料,选取溶液法加人亲水扩链剂DMPA,制备水性聚氨酯整理剂.(a)整理前织物图1棉纤维的电子扫描(b)整理后织物(2)最佳工艺参数:R值在1.8—2.4之间,预聚温度为65~C,时间2h;扩连反应温度为70~C,时间2hDMPA含量为3.5%,5%较为合适,中和温度为40?,5O?,时间30min;室温下乳化30rain.(3)该方法制备的水性聚氨酯成膜性,耐水性和稳定性均较好,防皱效果明显,且环保元污染.参考文献:[1]朱立华,徐文宣.水性聚氨酯技术进展[J].合成技术及应用,2000,16(1):31—34.[2]沈一丁,张彩霞.阳离子有机硅聚氨酯自交联乳液的制备和应用[J].中国皮革,20oo,29(17):13-17.[3]郝广杰,张邦华,宋谋道.叔胺型水性聚氨酯的合成及其性能[J].应用化学,1998,15(3):30-34.[4]段宗耀.水性聚氨酯的合成及改性[J].高新技术,2007,12(5):22-25.[5]胡津昕,孙多先,于震宇.水性聚氨酯粒径和黏度性能的研究[J].天津大学,2003,36(6):719-723ThesynthesisofIPDI-?basedwaterbornepolyurethaneZHUJi,HEJiang-ping,YUEPeng-fei(1.IndustrialGroup,XianPolytechnicUniversity,Xi811710048,China;2.SchoolofTextileandMaterials,XiallPolytechnicUniveristy,Xian710048, China)Abstract:IPDI—basedaliphatiewaterbornepolyurethane(WPU)aresynthesizedbyusingpolyetherp olyols,polyesterpolyols,isopropylketonediisocyanate(IPDI)anddimethylolpropioni cacid(DMPA)withthemethod0pre—polymerizationself-emulsion.Univariateanalysisisusedintheprocessofsynthesisinordertooptimiz eth,bestsyntheticmethod.Theoptimizedsyntheticconditionsareasfollows~pre —polymerizationprocessiseonduete,under65~Cfor2hours,extendedchainreactionisperformedunder65~Cfor2hour s,RvalueisaboutI.8to2.andDMPAiSabout3.5%-5.5%.Keywords:waterbornepolyurethane;polyesterpolylol;synthesis;emulsification编辑,校对:武晖。