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3吴蔡等[14]以阴离子自乳化型、预聚体分散法为主的合成方法制备了水性聚氨酯树脂(PU乳液),采用种子乳液聚合合成核/壳结构的水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液,并将其用于制备建筑防水涂料。所制备的水性聚氨酯弹性树脂及其防水涂料强度高、弹性好,属于新型的高性能环保型建筑材料。罗建光等[15]在水性聚氨酯中引入环氧树脂,使其具有交联结构,涂膜的耐水性、耐溶剂性以及机械性能得到提高,这主要是由于环氧树脂具有优异的疏水性。吴宁晶[16]采用有机硅烷对水性聚氨酯进行改性,有机硅烷有低表面张力和优良的疏水性能,适量的有机硅烷的引入可以有效改善水性聚氨酯的耐水性、附着力以及硬度,当有机硅烷加入量为0.6%,改性水性聚氨酯的吸水率为5.5%,为未改性水性聚氨酯膜吸水率的1/6。

改性水性聚氨酯防水涂料主要应用于建筑上,如屋顶、浴室、地下建筑、桥梁等的防水,这是因为其耐水性能显著,并具有能适合结构复杂的防水工程,施工简便,易于维修等优点,涂刷后涂膜表面形成具有优异机械性能的、无接缝的弹性致密防水层。另外,水性聚氨酯涂料在制备防水透湿织物中被广泛用作涂层剂。防水透湿织物是具有防水、透气、防风、保暖的功能性织物,可以防止水在一定的压力下浸透织物,又能使人体排出的汗液以水蒸气的形式通过织物扩散传递到外界,从而保持织物的干爽和舒适性。通过在织物表面涂覆一层高分子聚合物涂层剂,可以得到具有防水透湿性能的涂层织物。相比于传统的聚氯乙烯、聚乙烯等防水透湿涂层剂[17],水性聚氨酯由于能够赋予织物耐磨性、柔韧性、耐低温性、光泽性以及舒适性,并且无毒无污染,而被广泛用作尼丝纺、真丝、棉等高档织物的涂层剂。经水性聚氨酯涂层整理后的织物具有优异的防水透湿、柔软舒适、富有弹性的功能。

Meng-ShungYen等[18]先以二乙醇胺、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇甲醚(PEO)合成阳离子PU/非离子PU掺合物,并用上述掺合物与N-PDEA、环二己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、聚已二酰丁二胺、乙二胺、乙醇胺为原料合成具有防水透湿性能的N-PDEAPU。Hsiang-ChinTsai等[19]以环二己基甲烷二异氰酸(H12MDI)、N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)和一系列的聚二醇(PEG、PPG、PTMG)、聚己酸内酯(PCL)为原料,采用丙酮法制备了防水透湿性能良好的阳离子水性聚氨酯涂料。

当然,水性聚氨酯应用于织物整理中还存在一些不足之处,如水的干燥速度慢,固化时间长,并且对基材的附着力不够等问题,目前常用的解决方法是提高水性聚氨酯的固含量和加入少量高沸点有机溶剂。

1.3防霉杀菌性水性聚氨酯涂料

水性聚氨酯涂料含有高分子树脂、颜填料、助剂和水等多种物质,为微生物的生存提供了充足的营养物质条件,因此极易受到微生物的污染。受污染的水性聚氨酯涂料会发生霉变、变质,进而散发不愉快气味,产生色变,不仅丧失了对基材的保护作用,还对人体健康造成危害。有效的解决方法是在水性涂料中添加适量的防霉杀菌剂,来抑制微生物的生长与繁殖,保护涂料与涂层不受破坏[20]。

制备防霉杀菌性水性聚氨酯涂料时,一种方法是以物理掺合的方式将防霉杀菌剂直接加到涂料中去,这种方式比较简单,省时省工,且不影响水性聚氨酯涂料的各相性能。