水性高耐水压聚氨酯涂层胶

      高耐水压涂层织物可广泛用于帐篷、雨披、篷盖布等户外用品，因使用条件恶劣，很容易损坏，消耗量大。目前，高耐水压涂层织物多以刮刀涂布法完成，生产方法简单，效率高。但使用的涂层胶一直以溶剂型聚氨酯为主，其缺点是大量有机溶剂的挥发，不仅造成能源的浪费，同时污染环境，危害人体健康，且易燃易爆，存在火灾隐患。水性涂层胶因耐水压远不及溶剂型一直没有得到很好的应用。本文通过聚碳酸酯二醇、二聚酸聚酯二元醇等原料的选择，使水性聚氨酯成膜性能大幅度提高，可达到较高耐水压，同时考虑到恶劣环境对强力、耐水解性、贴封条、耐寒性等要求。简介如下。

1 结果与研究

1.1 聚酯二醇的影响

      采用聚碳酸酯二醇和聚己二酸新戊二醇酯合成的聚氨酯树脂进行了拉伸强度和耐水压试验，实验数据列在表1。

      聚碳酸酯型PU与聚己二酸酯型PU的性能差异，主要是采用的聚酯结构不同，聚碳酸酯的结构：-(O-R-O-CO)-，而聚己二酸酯的结构：-（-R-COORO）-，聚碳酸酯的极性比聚己二酸酯的大，内聚能密度大，成膜抗拉伸强度大，耐水压高。

1.2 二聚酸聚酯二元醇

      选用二聚酸聚酯二元醇的目的，是增加聚氨酯树脂的耐水解性能，表2列出二聚酸聚酯二元醇用量对聚氨酯树脂的耐水解性能的影响。

      表2说明，随着二聚酸聚酯二元醇的用量增加，耐水解性能增加，这是由于二聚酸聚酯的侧链上的长链烷烃提供了极强的疏水环境，酯键得到有效保护，耐水解性能提高。

1.3 二羟甲基丁酸

      二羟甲基丁酸（DMBA）引入到聚氨酯树脂结构中，引入量对聚氨酯树脂的性能有较大影响，表3列出了二羟甲基丁酸用量对聚氨酯树脂性能的影响。

      DMBA用量少，低于2.5%稳定性差，分层或有沉淀。DMBA用量太大，大于4.5%湿摩牢度变差。所以我们把DMBA用量控制在3.5%左右。

2 应用实例

2.1 基布

      600D×600D低弹牛津布 1万m 3.2 仪器设备MR-180涂层机，MH360多功能轧光机

2.2 工艺流程

      基布→防水(二浸二轧,防水剂FS-506 20g/ L，4.0MPa，180℃×60s)→轧光（110～130℃，压力10MPa，20m/min）→涂层（涂层刀厚1.5mm，下同）→烘干（100～130℃×60s）→涂层→焙烘（150～160℃，60～90s）。

2.3 配浆
合成聚氨酯树脂： 95
消泡助剂： 0.1
成膜助剂： 4～5
增稠助剂： 1～3

交联剂：1～2/配浆粘度：2500～3000mPa.s

2.4 涂层性能指标与国产溶剂型聚氨酯涂层胶情况对比:

      测试标准及仪器:耐水压 GB/T4744-1997 YG812N织物渗水性测试仪剥离强度 GB/T3923.1 液晶电子拉力试验机EMT-2000耐寒性 FZ01007-2008 塑料超低温脆性试验仪耐磨性 GB/T21196.2-2007 YG(B)401E型马丁代尔耐磨仪表 4表明，试验产品达到同类溶剂型涂层胶水平，可以满足户外用品的使用要求。

2.5 影响涂布效果的因素

（1）防水

      基布涂层前要先防水，可防止水性胶渗入织物中，保证成膜连续性，是达到高耐水压的前提。

（2）轧光

      适度轧光，可使织物表面平整光滑，涂膜平整连续。如不轧光或轧光效果差，会直接影响涂膜的连续性，一方面影响耐水压，同时手感粗糙，影响表面平整度。

（3）交联剂用量图1表明，交联剂用量在1.0～2.0%比较合适。

      外加交联剂，可使聚氨酯分子链形成支链结构，显著提高耐水压及耐水洗性能。但是加入量达到一定用量后，交联剂增加耐水压及耐洗性能不再变化。

3 结论

（1）引入聚碳酸酯二醇、二聚酸聚酯二元醇合成聚氨酯树脂，可提高聚氨酯的成膜性，并达到较高的耐水压；

（2）水性高耐水压聚氨酯涂层胶，可达到同类溶剂型高耐水压涂层胶水平，具有安全、环保，操作方便等优势；

（3）水性高耐水压涂层胶已成功涂层万余米，涂刮性能稳定，可达到较高耐水压，同时具有良好的耐寒性、耐磨性、耐水解性，可满足户外用品的应用需求。