与聚丙烯酸酯共混的聚氨酯涂层剂4-4
资料来源：水性聚氨酯乳液的合成和应用，姜炜、解如阜、张钧
摘自：印染助剂1989/3P9-11
合成的自乳化自交联的水性聚氨酯乳液，颗粒较小＜1μ，稳定性优良，与丙烯酸酯防水涂层粘合剂共混，作涂层试验，显示了优良的改性性能。
合成出了一种、具有一定力学性能的新型水系聚氨酯乳液，并用于纺织品的涂层领域，在对丙烯酸酯防水涂层粘合剂的改性方而显示了优良性能。
二．合成
(一)操作简述
在装置中加40克聚醚(2000分子量)，在100℃下减压蒸馏(真空度67mmHg)l小时，除去微量的水。
然后在另一装置中加18克苯(约18毫升)，6.96克甲苯二异氰酸酯 (约5.8毫升)，用氮气保护，在78-80℃反应3.5
小时，得棕黄色透明预聚体。
取20克预聚体于反应后一装置中，加0.2克乙二醇，在35℃反应30分钟。在氮气下，在温度低于5℃时滴加40毫升丁酮与O.7毫升二乙烯三胺的混合液，25分钟滴加完毕；再滴加8毫升丁酮与0.6毫升环氧氯丙烷的混合液，10分钟加毕，滴加15毫升丁酮与0.66克顺丁烯二酸酐的混合液，10分钟加毕；在50℃反应60分钟；再在室温下加0.2克氢氧化钠和40毫升蒸馏水，得乳白色液体。在温度5O℃减压蒸馏(真空度9mmHg)除溶剂，得与水无限稀释的PU乳液。
(二)PU乳液的几种物理性质
表l PU乳液的几种物理性质
|
外观 |
颗粒平均尺寸 |
溶剂 |
pH |
稳定性 |
含固量 |
|
发兰光白色乳液 |
＜1μ |
水（含微量苯、丁酮） |
7 |
长于半年 |
23.9 |
三．性能测试
1．DSC分析(示差扫描量热计)
PU/PA共混物的DSC实验曲线得到玻璃化温度，如表2。
表2 PU/PA共混合物的玻璃化温废
|
名称 |
Tg(K) |
Tg(℃) |
|
PA |
271.27 |
-1.73 |
|
PA:PU(6:1) |
266.70 |
-6.3 |
|
PA:PU(1:6) |
242.98 |
-30.22 |
|
PU |
238.78 |
-34.22 |
从试验结果看，PU和PA乳液的共混是相容性好的共混[2]。因为它们不同比例的共混液都只有一个玻璃化温度。混液在温度8-43℃放置长达半年之久仍未见任何异常现象.
表3 PU/PA共混液膜的拉伸性能
|
\样品
性能 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
PA |
PU︰PA (1︰6) |
PU︰PA (1︰4) |
PU |
||
|
薄膜 |
伸长100%(kg/cm2) |
1.25 |
1.30 |
1.85 |
5.20 |
|
伸长200%(kg/cm2) |
1.30 |
1.75 |
2.15 |
9.70 |
|
|
伸长300%(kg/cm2) |
1.50 |
2.35 |
2.65 |
14.9 |
|
|
伸长500%(kg/cm2) |
1.80 |
3.8 |
4.75 |
- |
|
|
伸长600%(kg/cm2) |
1.85 |
5.00 |
6.75 |
- |
|
|
最大断裂伸长(%) |
1570 |
650 |
770 |
365 |
|
|
最大断裂强度(kg/cm2) |
2.00 |
5.50 |
7.75 |
18.10 |
|
|
弹性模量(kg/cm2) |
0.85 |
2.25 |
3.25 |
7.4 |
|
|
水中膨化(%) |
6.9 |
4.2 |
3.9 |
3.1 |
|
不难看出，PU含量越大(共混液中)，材料越接近硬而韧的膜。按推论耐水压应趋于增大，实际测试结果正是如此。
(三)防水涂层试验
1．试验用设备
瑞士进口涂层机；浸轧液设备；沾水性测试装置；耐水压测试装置等。
2．涂层工艺
基布；市售尼龙塔夫绸
工艺；预轧防水剂(三浸三轧)→烘干(100℃×l.5分) →
涂层→预烘(110℃×l分) →焙烘(150℃×3分)
轧防水剂条件；压力5kg/cm2，轧液率80%。
刮刀式干法涂层；
涂层剂配方；涂层剂50克；增稠剂0.4%，消泡剂0.2%；前处理防水剂Livozol N-750，浓度25克/升。
注；在调浆时先将增稠剂用水调匀，再加粘合剂搅匀。
涂层织物性能测试结果见表4，从测试结果看，也证明了越接近硬而韧的膜，其涂层后织物的耐水压越高，同时说明了PU对PA耐水压有明显改善。
一般涂层织物的涂布量在15～25g/m2，甚至有时达40 g/m2，而我们利用PU改性PA后进行一次性涂布涂布量在7 g/m2左右，共混液中PU︰PA=1︰6，就可比纯PA涂层织物的耐水压提高近一倍。
表4
防水涂层试验结果
|
\样品 性能测试 |
PA |
PA:PU (6:1) |
PA:PU (4:1) |
PA:PU (2:1) |
PA:PU (1:1) |
PU |
|
|
涂层织物 |
含固量 |
16.0 |
15.6 |
15.6 |
15.8 |
15.9 |
15.5 |
|
涂布量(g/m2) |
6.3 |
7.56 |
7.36 |
5.5 |
7.58 |
8.12 |
|
|
耐水压(H2Omm) |
345 |
610 |
830 |
＞1000 |
＞1000 |
＞1000 |
|
|
沾水性 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
|
|
白化度 |
24小时 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
|
|
手感 |
较柔 |
柔 |
柔 |
柔 |
柔 |
柔 |
|
|
水洗三次后耐水压(H2Omm) |
230 |
510 |
700 |
930 |
620 |
900 |
|
|
沾水性 |
70 |
70 |
70 |
70 |
70 |
70 |
|