磺酸基-羧基水性聚氨酯的制備及其在ABS塑料涂層中的應(yīng)用.pdf

1、高固含量、低粘度、高性能的磺酸基/羧基水性聚氨酯(WPU)，適用于ABS塑料涂料底涂層的成膜樹脂，發(fā)展?jié)摿薮?。水性聚氨酯作為一種新興水性材料，其既具有無毒環(huán)保的生態(tài)特性，也具備工藝簡單、成本低廉的商業(yè)優(yōu)勢。目前國內(nèi)涂料企業(yè)都在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，高功能性的水性化產(chǎn)品逐步取代溶劑型產(chǎn)品，必將成為工程涂料行業(yè)技術(shù)發(fā)展新趨勢。
　　本文以制備出的磺酸型聚己二酸多元醇為主要原料，合成出了一種新型環(huán)保、實用性強的磺酸基/羧基水性聚氨酯乳液，

2、并應(yīng)用于ABS塑料涂裝工藝中。論文討論主要包含以下三個部分:
　　第一部分采用兩步法，以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)、己二醇(HDO)和己二酸（AA）為基礎(chǔ)原料，制備了一系列不同磺酸鹽含量的磺酸型聚己二酸多元醇。考察了反應(yīng)前期多元醇與磺酸鹽單體摩爾比，醇酸摩爾比，聚合溫度，聚合時間，催化劑等因素，對磺酸型聚己二酸多元醇性能的影響。研究表明，前期n(HDO)∶n(SIPM)為7∶1，醇酸摩爾比為1.13∶1，聚合溫度控制

3、在200～220℃，聚合時間2h，并以單丁基氧化錫作催化劑，合成的產(chǎn)物為結(jié)晶狀白色蠟狀固體，其酸值可降至0.96 mgKOH/g，羥值56.63 mgKOH/g，適合后續(xù)的磺酸基/羧基水性聚氨酯的制備。
　　第二部分以自主合成的磺酸型聚己二酸多元醇為軟段、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PM-200)和六亞甲基二異氰酸酯(HDI)為硬段，磺酸基/羧基構(gòu)成復(fù)合親水改性體系，環(huán)氧樹脂(E-44)為交聯(lián)改性劑，再用小分子二元胺擴鏈，自乳化制備出

4、了一種高固含量（50 wt％），低粘度(95 mPa.s，25℃)的水性聚氨酯乳液，并用于ABS塑料底層涂料的配制。主要研究了R值、軟段磺酸鹽含量、DMPA用量、硬段結(jié)構(gòu)類型、E-44引入以及小分子擴鏈劑種類等因素，對水性聚氨酯乳液及涂膜性能的影響，并篩選出最佳合成工藝條件。通過FT-IR、DSC等對其化學(xué)結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征和分析。研究表明，在R=1.4、w(SO3-Na+)=0.22mol/kg、w(DMPA)=1.9％、n(

5、P M-200)/n(HDI)=1/6、w(E-44)=2.0％的條件下，膠膜拉伸強度為33.8MPa，斷裂伸長率為585％，吸水率8.7 wt％，涂膜對ABS基材的附著力0級、鉛筆硬度HB～1H、柔韌性2mm、60°光澤95.3％，并且涂層可于60℃烘烤30min條件下實干。
　　第三部分將WPU乳液用于ABS塑料涂裝工藝前，需要匹配助劑來改善產(chǎn)品的性能。對塑料涂料所需主要助劑作了相應(yīng)討論，考慮到水性塑料涂料生產(chǎn)和應(yīng)用階段可能存