耐压防水涂层4-13

资料来源：高耐静水压阴离子型水性聚氨酯织物涂层剂的研制，李海北 张大伦 罗运军 林宏升 翟少敏

摘自：印染助剂，2004（1）；45-47

目前，已有不少领域应用水性聚氨酯产品，织物涂层就是它的一个重要应用领域．水性聚氨酯可广泛用作尼丝纺、真丝、棉、帆布、涤棉等织物的涂层，经涂层整理后的织物具有防水透湿、表面柔软、富有弹性等功能．该布料适用于制作滑雪衫、风雨衣、茄克衫等服装面料及帐篷、防油布等工业用布．也可用于混纺织物仿毛整理，是高档的织物整理剂[3]．

本实验针对目前国内水性聚氨酯在织物涂层应用中存在的问题，开展了一系列水性聚氨酯及改性水性聚氨酯的研究．对水性聚氨酯制备过程中的一些影响因素进行了探讨．最后，将其作为涂层剂在织物上进行了应用研究，取得了满意的效果．

1 实验

1．1 主要原料与试剂

2,4-甲苯二异氰酸酯(TDl)：化学纯，

聚醚多元醇(PPG)：工业品，平均数均分子质量分别为1000、2000、3000，

二羟甲基丙酸(DMPA)：工业品，

三乙胺(TEA)；分析纯，

丁酮(MEK)：分析纯，

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)：分析纯，

二月桂酸二丁基锡(T-12)：用DBP作溶剂，配成3％溶液使用；

交联剂：多官能聚醚，工业品。

1．2 合成工艺

1．2．1 预聚体合成及反应控制

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的四口烧瓶中，按计量投入已经脱水处理的聚醚多元醇(PPG)、交联剂和二羟甲基丙酸(DMPA)，在真空下缓慢升温到115-130℃，恒温约1h，使DMPA完全溶解，然后缓慢降温到50℃左右，按配方计量滴加2,4-甲苯二异氰酸酯(TDl)、丁酮(MEK)和催化剂，再缓慢升温至80-90℃，恒温反应2-3h，然后降温到50℃左右，制得PU预聚体．反应过程中采用二正丁胺滴定法监测-NC0基团的质量分数，直至达理论值．

1．2．2 中和、乳化及分散

本实验采用与传统工艺不同的方法，即中和、乳化一步完成，其基本工艺如下：将二乙胺按计量与去离子水配成水溶液，然后将预聚体滴加到水溶液中，室温下采用高速剪切(5000-12000 r／min)，乳化5-8min，制得固体质量分数25％-30％的阴离子水性聚氨酯微乳液，一般控制n(-NH₂)︰n(-C00H)的值在1.2︰1左右，乳液PH值在7.5-9.0，偏弱碱性，粘度在10-20mPa·s．

1．2．3真空脱溶剂

实验室用旋转蒸发器去除丁酮(MEK)，得到固体质量分数为30％-35％的水性分散体微乳液。粘度15-25mPa·s．

1．2．4 调浆

将固体质量分数为30％-35％的水性聚氨酯乳液用氨水及增稠剂(KG-201或Y-600)进行增稠调浆．

2 结果与讨论

2．1 -C00H基质量分数对阴离子水性聚氨酯分散度和稳定性的影响

在实验中我们不难看出，亲水单体(DMPA)通过嵌段方式被引入到聚氨酯的分子链中，亲水基团的质量分数直接影响到聚氨酯的分散度．一般来说，亲水基团越少，乳液粒径越大，分散体越不稳定；亲水基团越多，粒径越小．-C00H质量分数对聚氨酯分散度的影响见表1．

表1 -C00H质量分数对阴离子聚氨酯乳液分散度的影响

w(C00H)／％	平均粒径／nm	多分散性	pH值	分散情况
0.6	273.2	0.291	7.60	有沉淀
0.7	133.4	0.210	7.60	少量沉淀
0.8	80.0	0.155	7.60	稳定分散体
0.9	54.5	0.120	7.60	稳定分散体
1.0	43.1	0.118	7.60	稳定分散体
1.1	38.7	0.099	7.60	稳定分散体
1.2	14.4	0.084	7.6	糊状体

从表1可以看出，分散体的稳定性及分散度取决于-C00H的质量分数，当_W(-C00H)＝0.8％-1.1％(约17.5-24.4毫摩尔每100克PU)时，阴离子水性聚氨酯可形成稳定分散体，因此，在配方中控制DMPA的质量分数十分重要．

2．3 交联剂对乳液贮存稳定性和产品性能的影响

在阴离子水性PU制备中由于引入亲水基团，使PU胶膜的耐水、耐溶剂性能下降，从而限制了PU乳液的应用范围．为了克服这一缺陷，引入交联剂是行之有效的办法

3 结论

以聚醚多元醇(PPG)、2,4-甲苯二异氰酸酯、亲水性扩链剂、交联剂及成盐剂为主要原料制备了阴离子型水性聚氨酯乳液，将其用作织物涂层剂、并探讨了制备条件对乳液及其应用效果的影响，结果表明；在-C00H基质量分数为0.8％-1.1％、量比n(-NC0)：n(-0H)为2.5︰1～3.5︰1，高剪切乳化、n(交联剂):n(聚醚多元醇)为1︰15，增稠剂Y-600用量2.5％条件下，制备的阴离子型水性聚氨酯涂层剂的耐静水压可达1.96×10⁴Pa。耐皂洗4-5级，手感