涂层剂4-20

资料来源：水性聚氨酯涂层剂的合成研究，恽亚琴，

摘自：《印染助剂》1991/3；24-26， 1991/4；20-21

我所研制的水性聚氨酯涂层剂TNT- APU在合成方法及高分子结构上有一定特点，具有较好的性能，经其涂层后的织物手感柔软，富有弹性，静水压高，乳液粒子小，贮存稳定。

一、合成路线及实验方法

(一)合成路线

经各种合成方法比较后确定研制的水性聚氨酯(APU)的类型属非离子聚酯型，异氰酸酯使用TDI。工艺采用丙酮法-二步予聚法，即经予聚-链伸长两步工艺，在均相中完成整个聚合物的生长过程。合成路线简示如图1。

予聚分为二步，先将亲水组分与TDI聚合成-NCO%高的予聚体A，然后再与聚酯、TDI聚合，使亲水组分比较均匀地连接于聚酯-异氰酸酯嵌段共聚物之侧链或端链，以有利于APU的分散。

（二）实验方法

合成在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器等的四口瓶中进行。称取一定量亲水组分真空脱水后在N₂保护下加入TDI进行予聚A。控制一定温度及时间，待-NCO%达到一定值后冷却。与已脱水聚酯、TD1进行予聚B反应，控制温度及时间，-NCO%达一定值后冷却，加入丙酮得一透明溶液。在另一反应瓶中加入扩链剂扩链一定时间后加入一定量水，快速搅拌得分散液。最后真空脱去丙酮，制得APU水分散体，丙酮回收并精制。

（三）结果及讨论

1、聚酯的合成、筛选

自行合成三元体系的聚酯，增长了二醇的碳链，聚酯分子量确定的平均分子量(M)为2000。三元结构的无序性，使大分子的柔顺性增加。

2、亲水组分

引人到聚酯-异氰酸酯嵌段共聚物的侧链或端链上，增加了聚合物的亲水性，同时构成APU软段组分之一。 中等分子量的亲水组分，对于APU的亲水性(该性质直接影响APU的分散性)和涂层织物的耐水压性以及柔软性均有明显提高。

3、胺类扩链剂

在APU水分散体中，一般均选用胺类扩链剂。曾对二醇、醇胺类进行了试验，发现对改善分散性无明显影响，但对成膜性、膜的性能有影响。在胺类扩链剂中乙二胺等，不仅乳化好，粒子小(＜1μm＝，乳液稳定，涂层耐水压性也明显提高。在此工艺中当扩链剂(-NH/-NCO)比例较大时制得的聚合物溶液分子量相对小。由于分子量较小，又加上扩链剂的亲水性，使PU在水中乳化得非常好，而在涂层热加工中发生的一定程度的交联反应使形成的皮膜耐水压性大大提高。

4、添加剂对改善变色泛黄的近期效应

由芳香族异氰酸酯TDI生成的聚酯型聚氨酯稳定性较差，耐候性较差，在热和光的作用下易产生色泽变黄的问题，在涂层焙烘中还存在脲基及过量-NH基热分解产生的黄色。为了降低色变我们加入了多种添加剂，如抗氧剂、紫外光吸收剂、热稳定剂等，用量在0.2-0.5%，复合使用产生协合效应有一定效果，而且耐水压性也没有降低，如表4。

表4 添加剂对涂层色泽、静水压的影响

添加剂	涂层色泽	静水压Pa
加	微黄	10780
不加	较黄	8820

二、应用试验

TNT-APU玻璃涂片室温下经24小时水分挥发即自行成膜，涂层织物经予烘-焙烘后形成膜均匀牢固地粘结于基布上。对于焙烘条件试验结果如表5。

表5 应用焙烘条件试验

试验号		焙烘条件		涂层色泽	薄膜浸水24h	静水压Pa
		T(℃)	t(分)
第一组	1	120	4	不黄 微黄 微黄 不黄 微黄	不泛白 不泛白 不泛自 不泛白 不泛白	10437 10d37 8820 12495 10241
	2	140	4
	3	155	4
第二组	4	130	4
	5	155	4

由实验结果看出，焙烘温度从120℃至155℃(3-4分)，APU达到一定交联，均能形成耐水压、耐水性皮膜，色泽在120-130℃很浅，接近于不泛黄，而且在较低焙烘温度下静水压值略有上升的趋势，这说明氧化、热分解少对皮膜的性能有益。因此根据应用单位的具体情况，焙烘温度可以在较大范围内变化，焙烘时间也可相应变动。