2有机硅改性水性聚氨酯
2.1有机硅的特点
有机硅聚合物分子结构中含有元素硅,是属于半有机、半无机结构的高分子化合物,它们兼具有机化合物和无机化合物的特性,具有耐低温、耐气候老化、电绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、生理惰性等许多优异性能。
有机硅聚合物最显著的特点就是耐氧化性和低表面能,耐氧化性就是耐候性好,而低表面能会产生优良的疏水性。有 机硅产品通常是指聚硅氧烷系列,包括非活性聚硅氧烷、活性聚硅氧烷、环氧基、羟基、氨基等改性聚硅氧烷。有机硅改性水性聚氨酯可以弥补水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷,使改性水性聚氨酯表现出良好的憎水性、表面富集性、低温柔顺性和优良的生物相容性。
2.2有机硅改性方法
有机硅改性水性聚氨酯同样是共混改性和共聚改性2种方法。共混可以通过水性聚氨酯乳液和聚硅氧烷乳液物理共混来实现。聚氨酯可以改善聚硅氧烷乳液的耐油性,而聚硅氧烷乳液可以改善水性聚氨酯的耐水和耐溶剂性能,两者共混可获得取长补短的效果。但由于乳化剂的存 在,共混改性对最终成膜的性能有负面影响,共混改性仅仅是简单的机械混合,无化学键形成,硅油易于迁移,造成硅感时效短。共聚改性是有机硅改性水性聚氨酯最常用的方法,通过两端带有反应性官能团的聚硅氧烷低聚物(如羟基硅油、氨基硅油、氨基或烷氧基封端的硅烷偶联剂等)与多异氰酸酯经逐步加成、聚合而制得 嵌段共聚物。
有机硅共聚改性水性聚氨酯制备方法主要有合成与扩链2种不同的方法。合成法是在合成预聚体过程中将羟基硅油或氨基硅油引入聚氨酯链段中。羟基硅油的反应活性适中,合成过程反应平稳,比氨基硅油好控制。扩链法是指在预聚体乳化的过程中引入氨基硅油扩链。
2.3有机硅改性水性聚氨酯的应用研究进展
有机硅改性水性聚氨酯可广泛应用于涂料工业、皮革工业、印刷工业、纺织工业等领域。
吴明元等用氨丙基聚硅氧烷与聚氨酯预聚体反应生成含硅氧烷的聚氨酯预聚体,通过NaH-SO3封闭NCO基并 在水中分散,制得有机硅改性热反应型水性聚氨酯乳液。侯孟华等在无溶剂的条件下,采用扩链的方式制得氨基硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯乳液,以此硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯乳液制得的木器涂料,具有优良的耐水性、附着力和力学性能。刘鸿志等将TDI加到聚醚二元醇和端羟基有机硅单体的混合物中进行反应,生成的预聚体用1,4-丁二醇进行扩链反应,再经DMPA亲水扩链、中和、乳化,合成了有机硅改性聚氨酯乳液,研究表明,有机硅改性的水性聚氨酯材料其耐水性、耐热性和耐低温性有所提高。
3丙烯酸酯改性水性聚氨酯
3.1丙烯酸酯化合物的特点
丙烯酸酯(PA)具有优异的耐光性、户外曝晒耐久性,即耐紫外光照射不易分解变黄,能持久保持原有的色泽和光泽,有较好的耐酸碱盐腐蚀,极好的柔韧性和最低的颜料反应性。丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合,可制备高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。
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