复合改性4-10

资料来源：聚氨酯乳液改性的研究进展，张洪涛 尹朝辉 林柳兰

摘自：印染助剂1998（4）；35-37

一、概况

聚氨酯(PU)弹性体的杨氏模量介于橡胶与塑料之间，具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐辐射、耐化学腐蚀、强粘、高弹、阻尼、减振、透声等待点，在许多领域得到了广泛应用。PU乳液以水为介质避免了溶剂型PU有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点，目前，它已成为最重要的水性高分子材料之一。

二、改性

单纯的PU乳液在一些性能上还不如人意,例如：乳液的自增稠性、因含量低、乳胶膜的耐水性、光泽性较差等。为提高乳液及膜性能，扩大应用范围，需对PU乳液进行适当的改性。目前，其改性途经大致可分为四类：(1)改进单体和合成工艺：(2)添加助剂；(3)实施交联；(4)优化复合。

1 改进单体和合成工艺

在原有的生产技术上，选用2,5-二胺基苯甲醚代替常用的小分子扩链剂乙二胺或使用吩呔等，在大分子链上引入芳香环，增强了乳胶膜的物理性能。M.S Yen等则通过改变聚醚、聚酯型软段的加料工艺，制得粘接性能、力学性能和热性能均有很大提高的乳胶膜。

2 添加助剂

解决PU乳胶膜易泛黄黄化可添加紫外吸收剂(如苯并三唑、二嗪系)和位阻胺。加入TiO2、荧光增白剂可提高涂膜的白度和亮度。

此外，根据实际需要还可添加甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮等增稠剂，苯并异噻唑啉酮、溴乙酸苄酯、三丁基氧化锡等防霉剂和其它抗氧剂、防燃剂、脱模剂。

3 自交联或添加交联剂

4 优化复合

新型的PU乳液正朝着功能化、复合化方向发展，与环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的复合乳液均有研究。

（1）聚氨酯-环氧树脂复合乳液

先由聚醚、TDI合成PU低聚物，并以单-OH基醇半封端，剩余的-NCO基与DGEBA环氧树脂中的-OH反应、再与甲基乙醇胺聚合，用醋酸中和后自乳化得到阳离子型聚氨酯-环氧树脂复合乳液。实验表明该类乳液具有很强的布散能力(throwing Power)和粘接能力，乳胶膜性能优异。

（2）聚氨酯——聚硅氧烷复合乳液

德国专利报道，制得用硅氧烷桥接PU的复合乳液，其数均分子量可达10⁶.固含量为40％，涂膜耐水性很好。此外，德国专利还报道了一种多元复合乳液，其大分子链中含有带烷氧甲硅烷基的丙烯酸聚合物和PU，适用于制备交联柔韧的耐水涂膜，

（3）聚氨酯——丙烯酸酯(PUA)复合乳液

聚丙烯酸酯(PA)和PU乳液在性能上具有很好的互补性[15]，PUA复合乳液的合成具有诸多方法，我们在前文[16]已作详细介绍，现简述如下：(1)PU乳液和FA乳液共混交联；(2)合成带双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯共聚；〔3〕用PU乳液作种子进行乳液聚合；(4)先制得溶剂型PUA，再蒸除溶剂，中和乳化得到复合乳液。

三、 结束语

PU乳液及其复合乳液已被广泛用在皮革涂饰、印染工业、粘合剂、木材加工、织物涂层、涂料等领域，具有广阔的应用前景。PU复合改性的方法正不断翻陈出新；在PU链上引入各种功能性的成分制得性能优异的复合乳液，并且如何实现聚合物乳胶粒的粒子设计，提高固含量，将是今后研究的一个重要方向，这具有重要的理论和实践意义。