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孙晓泽 （淄博奥德美高分子材料有限公司，山东淄博256404）        摘要：以聚酯多元醇及聚碳酸酯二醇与TDI和IPDI共聚反应制得自交联型水性聚氨酯分散体，讨论了不同原料及不同反应因素对产品性能的影响，并对产品在木地板上的实际应用进行了适应性验证。关键词：木地板；水性聚氨酯分散体；涂料随着社会的发展，传统涂料有了质的变化，从早先的醇酸漆到现在的溶剂型聚氨酯涂料，产品性能有了极大的提高，特别是在木器制造行业。但是,在性能提高的同时所带来的是环境的污染，这是溶剂型聚氨酯涂料不能改变的现实。     随着社会对环保要求的越来越严格，水性聚氨酯木器涂料应运而生，并有了较大的突破。因为水性聚氨酯涂料具有无毒、不燃、无环境污染、无VOC，并且节约能源。水性聚氨酯作为一种合成高分子材料综合性能优异，符合当前涂料的发展方向。     本文研究了不同原料及工艺对木地板用水分散体性能的影响。     1试验部分     1.1主要原料     聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇,甲苯二异氰酸酯(TDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，1，4-丁二醇，1，6-己二醇，TMP，DMPA,三乙胺、乙二胺,NMP，上述原料均为进口；丙酮（工业品），流平剂、消泡剂、润湿剂等（迪高公司）。     1.2聚合工艺     在装有搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中，加入定量的聚碳酸酯和聚酯多元醇的混合物，加温、熔化、开搅拌，升温至120℃、真空-0.06MPa脱水1h，降温至40℃，先后加入定量的IPDI、TDI，升温至100℃左右反应1h,降温加入DMPA、1,4－丁二醇、1，6－己二醇、丙酮等，升温至80～90℃反应2h，然后降温至40℃加入催化剂NMP、丙酮，升温至55℃左右反应3h，测异氰酸含量达到规定值后降温至30℃，将所得聚合液移至分散机下，在中速搅拌下加入三乙胺中和反应3min，高速加水、乙二胺分散，得到乳白色半透明发蓝光的液体，升温，脱AC后得到水性聚氨酯分散体，检测待用。  1.3性能测试     水性分散体的性能测试结果如表1所示。表1水性PU分散体的性能指标及测试结果 表 1 水性 PU 分散体的性能指标及测试结果     2结果与讨论     2.1聚酯多元醇对产品性能的影响     用来制备水性聚氨酯的多元醇大致分为聚酯型及聚醚型两种，其它的还有蓖麻油类多元醇，其在合成聚氨酯方面起着非常重要的作用。多元醇化合物的种类、分子量、官能度、分子结构等决定了树脂的物理化学性能，所以多元醇在合成配方中的地位非常重要，其它组分用量均以它为基础用量进行调整。     讨论中对不同的多元醇，进行了多次的调整，综合其性能，确定以聚碳酸酯多元醇为主，配以聚酯多元醇作为研发的主要原料，具体比较结果见表2 表 2 不同聚酯多元醇对涂膜性能的比较     2.2不同异氰酸酯对涂膜性能的影响     异氰酸酯是一种具有很高反应活性的化合物，因其比较活泼，所以不存在自然的。二官能团以上的异氰酸酯可以合成性能优良的聚合物，是水性聚氨酯生产的另一个基本原料，分为芳香族和脂肪族两大类。主要品种有TDI、IPDI、HDI、XDI等等。从多元醇不变而用不同的异氰酸酯试验的结果看，用TDI和IPDI制得的聚合物符合研发要求。其结果见表3。 表 3 不同异氰酸酯对膜性能的影响 2.3亲水性扩链剂的选择及用量     亲水性扩链剂是向体系     中引入亲水性基团，是水性聚氨酯制备工艺中使用的特殊原料。通常由羟基、磺酸基及仲胺基等。现选用的是DMPA，根据实验结果当添加量在14%～17%时，其聚合液黏度、分散性、柔韧性等综合性能最好。     2.4扩链剂的选择     根据产品的使用特性，需要耐磨性和耐水性好及有足够硬度的，根据实验结果1，4-丁二醇、1，6-己二醇、TMP的混合物符合以上要求，效果好。 表 4 水性聚氨酯木器地板涂料配方     2.5温度控制     当原料确定后，同一配方在不同的温度下反应，经过多次试验，反应的物料不同，温度也有变化。当聚酯与异氰酸酯进行反应时，温度应控制在90～100℃。亲水基因、扩链剂参与反应时，温度不应超过90℃，所得聚合物黏度适中，分散容易，效果好；反之，聚合液黏度过大，分散困难或黏度小、分散液白、无蓝光。     3涂料的应用     3.1涂料配方     水性聚氨酯木地板涂料配方见表4。     3.2生产工艺     (1)将D、E、F加入到C中搅拌均匀成透明状液体；     (2)将(1)与B混合均匀，无分层；     (3)准确称量A移至分散机下，在搅拌状态下缓慢加入(2)，中速搅拌30min;     (4)根据客户要求可加入适量增稠剂或哑浆以提高其黏度和调整光泽度。 3.3性能测试结果     水性聚氨酯木地板涂料及涂膜性能见表5。 表 5 水性聚氨酯木地板涂料性能指标及测试结果     4结论     （1）用聚碳酸酯与聚酯多元醇特定比例混合物和TDI、IPDI进行聚合反应，用1，6-己二醇、1，4-丁二醇和TMP进行扩链，所合成的预聚体性能符合产品要求，并且耐磨及耐水性能特别优良。     （2）分别改变聚酯及聚碳的配比，1，6-己二醇、1，4-丁二醇和TMP的配比，所制得的成品技术指标比(1)有所不同，尤其是硬度及耐水性均有所降低，其它性能变化不大。     （3）该产品符合木地板涂料涂刷要求。     （4）解决了国内长期困扰水性涂料在家具表面（特别是桌面、台面）应用的诸多难题，表面耐划伤、耐水性、硬度等性能明显提高，可以在家具制造行业推广应用。     （5）存在不足：与溶剂型聚酯木器漆相比该产品的实干速度长，并且在未完全干燥前某些性能达不到理想效果。建议有条件的可以进行烘干施工，加快涂膜的干燥速度，使性能达到满意的最佳效果。     资料来源: hc360慧聪网中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”