摘要
水性聚氨酯近年來逐漸廣泛被應(yīng)用于紡織、皮革、油墨、接著劑等各領(lǐng)域。本文探討了高固成分水性聚氨酯產(chǎn)品的開發(fā)，并對其應(yīng)用于紡織印花膠漿上進行測試。
關(guān)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(yīng)用于汽車內(nèi)裝飾、木器、油墨、紡織品、真空吸塑及制鞋等領(lǐng)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(wǎng)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(chǎn)品。
目前水性聚氨酯產(chǎn)品普遍固含較低，干燥速度慢，干燥時間較長，使得生產(chǎn)效率受到影響，限制了其應(yīng)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(biāo)。
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(chǎn)品物性及應(yīng)用上的影響。產(chǎn)品柔軟手感佳可被用于紡織膠漿、鞋材油墨等多種領(lǐng)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(jīng)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(yīng)至達到NCO%理論值后降溫至60℃，加入丙酮稀釋預(yù)聚體降黏并持續(xù)降溫至50℃，將中和劑、擴鍊劑加入預(yù)聚體溶液中進行反應(yīng)，待擴鏈結(jié)束后緩慢加入去離子水并強烈攪拌進行分散，待相轉(zhuǎn)移完成后于60oC減壓脫除丙酮，得到高固含聚氨酯分散體。
結(jié)果與討論
通過調(diào)整親水結(jié)構(gòu)DMPA及雙氨基磺酸鹽的比例，可進一部影響聚氨酯的相關(guān)性能，如粒徑大小、黏度及安定性，并進一部影響產(chǎn)品的應(yīng)用性。DMPA為醇類的反應(yīng)基團，須于預(yù)聚物段加入，可使產(chǎn)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(dǎo)入，可賦予產(chǎn)品具有較好的柔軟性及延伸性。
根據(jù)水合電雙層理論，水性聚氨酯乳膠粒子是由內(nèi)部親油膠粒及外部水合電雙層共同構(gòu)成的。DMPA為羧酸型的內(nèi)乳化劑，接于水性聚氨酯上電雙層的內(nèi)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(nèi)乳化劑，接于水性聚氨酯上電雙層的內(nèi)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。
