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研究TMS型水性双组分PU的制备

时间:2011-05-18 10:20:48 来源: 作者:孙慧点击:次

2结果与讨论

2.1TMS型水性双组分PU树脂结构的表征

分别对TMS、亲水多异氰酸酯固化剂、TMS型水性双组分PU进行红外光谱分析，结果见图1。谱线1为羟基水性多元醇（即TMS），在3380cm-1处为羟基的吸收峰，表明TMS含有羟基；谱线2为亲水多异氰酸酯固化剂，在2265cm-1处为-NCO基的吸收峰；谱线3为表干后水性双组分聚氨酯体系涂膜，在3380cm-1和2265cm-1处存在-OH和-NCO基的吸收峰；谱线4为实干后的聚氨酯涂膜，-NCO基的吸收峰消失，在3289cm-1和1580cm-1处出现明显的-NH吸收峰，且峰面积增大，表明双组分水性聚氨酯的固化通过-OH和-NCO基反应形成氨酯键来完成。

图1双组分水性聚氨酯的傅里叶红外光谱图

图1双组分水性聚氨酯的傅里叶红外光谱图

2.2TMS双组分水性聚氨酯涂料的性能

固定亲水改性固化剂的R值为3，中和度为100%，DMPA用量为4.7%，A-B1两个组分中的-NCO/-OH为1.2∶1，按表1配方配制涂料，其性能指标见表2。

表2TMS双组分水性聚氨酯涂料的性能指标

由表2可知：合成的水性双组分PU涂料物理性能优异，但其耐水性和耐洗刷性较差，是因为合成的固化剂中引入亲水链段和多元醇组分中的TMS能溶解在水中。为了改善耐水性，采用苯丙乳液改性多元醇组分，以期获得良好效果。下面讨论苯丙乳液改性的TMS双组分PU的各因素对涂料性能的影响。

2.3R值对涂料性能的影响

保持亲水改性固化剂DMPA质量占4.7%，中和度（三乙胺与DMPA的摩尔比值）为100%，苯丙乳液（A）与固化剂的质量比为1，A-B2两个组分中-NCO/-OH摩尔比为1.2∶1，改变A组分的R值（-NCO/-OH摩尔比），按表1配制涂料，其性能见表3。

表3R值对涂料性能的影响

由表3可见：R值增大，涂膜拉伸强度增加，断裂伸长率降低，耐洗刷性增强，是因为R值增大使硬链段比例增大，柔性链节含量降低［6］，且R值增大使氨基甲酸酯交联基团含量增大；随R值增大，黏度变小，是因为R值越大，粒径越大，粒子数越少，粒子间距离越大，粒子位移容易［7］。R值对吸水率的影响见图2。由图2可见：吸水率随R值增大而减小，因随R值增大，链段中疏水基团含量增大而亲水基团羧铵盐含量相应减小；另外随R值增加，粒径增加，总粒子表面积减小，也会导致吸水率降低。综合考虑，R值选择3.5较适宜（图2）。