北方伟业计量集团有限公司
水性聚氨酯(WPU)的产生契合了时代发展对环保的要求。由于原料品种丰富,链段结构易调节,易改性,WPU在涂料、胶黏剂、印染、医药行业都得到了广泛应用,是研究热点之一。低聚物多元醇是构成WPU软段部分的原料,赋予了WPU柔韧性和耐低温性能。
聚碳酸酯二醇(PCDL)便是其中的一种,其结构规整,水解仅产生C02,不会像聚酯多元醇一样,水解后产生竣酸堆积在聚合物中加速聚合物的水解,制备的WPU在耐水性、耐热稳定性、耐溶剂性及耐候性方面均很出色。
本实验以PCDL为软段材料,制备了一系列以碳碳双键封端的WPU乳液,以粒径、胶膜耐水性及力学性能为主要指标,优化WPU的制备工艺。在WPU分子中引入碳碳双键,有利于后续WPU改性实验的进行。
1实验
1.1试剂
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,98%)、二羟甲基丙酸(DMPA,96%)(沃凯生物技术有限公司),1,4-丁二醇(BD0)、三乙胺(TEA)、辛酸亚锡(T-9)[均为分析纯,国药集团化学试剂(上海)有限公司],二月桂酸二丁基锡(T-12,95%)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA,96%,含2.5xl〇_4MEHQ稳定剂)(上海麦克林生化科技有限公司),丙酮(分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司),聚碳酸酯二醇(PCDL,工业级,济宁华凯树脂有限公司)。
1.2WPU的制备
的四口烧瓶中,在(7〇±2)T;下预聚反应1h左右;降温至45t左右,加人丙酮调节黏度,再加人一定量DMPA和BDO进行扩链反应,升温至(50±2)X;加人催化剂T-9和T-12数滴,反应4h;加人HEMA进行封端反应,在(50±2)T下反应2h;加人TEA(中和度将PCDL、DMPA在80T下真空脱水干燥2h后备用。设置乳液理论含固量为40%。将PCDL和IPDI按配比加人带有电动搅拌器、回流冷凝管及温度计为100%)进行中和反应(20~30min);在1000r/min下加人去离子水,乳化45min后得到WPU乳液;用旋转蒸发仪进行去丙酮处理。反应式如下:
1.3胶膜的制备
参照GB/T1727_1992,将乳液倾倒在聚四氟乙烯板槽中,室温固化至表干后放人烘箱,在45t下固化2d,至胶膜质量无变化为止。
1.4测试
粒径:采用Nano-ZS纳米粒度分析仪在25T下进行测试。黏度:采用Brookfield黏度计在室温下进行测试。吸水率:参照GB/T1034—1998,将胶膜裁剪为2cm><2cm大小,称质量为m,;在去离子水中放置24h,称质量为%。胶膜吸水率按下式计算:吸水率=2m-'X100%接触角:采用DSA30型接触角分析仪进行测试。力学性能:参照GB/T1040.3—2006将胶膜裁剪为1cm><5cm的长条形,米用H5K-S万能材料试验机进行测试。红外光谱:采用SpectrometerTwo红外光谱分析仪进行测试,波长扫描范围为4000~400cnT1,分辨率为4cm—^热稳定性:在氮气氛围下,以10t/min从室温升温至600T,采用209F1热重分析仪进行测试。
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