阳离子水性聚氨酯的改性状况

1 环氧树脂改性

      环氧树脂具有高模量、高强度和耐化学性好等优点, 可直接参与水性树脂的合成反应, 提高水性聚氨酯胶膜的机械性能、 耐水性和耐溶剂性等。 将环氧树脂作为大分子扩链剂和交联剂, 利用环氧基和羟基参与反应, 可提高水性聚氨酯的涂膜耐水性能。 以 IPDI、 聚醚二元醇、 一缩二乙二醇、 环氧树脂 E - 51和 M DEA为主要原料, 采用丙酮法合成出环氧树脂改性的阳离子水性聚氨酯乳液, 研究了反应条件和配方对乳液及胶膜性能的影响, 通过引入环氧树脂得到的涂膜耐水性能大大提高。

2 羟基硅烷改性

      未经改性的阳离子水性聚氨酯热稳定性较差。 羟基硅烷具有独特的结构, 主链由无机的 S i) O键构成, 侧链上有有机基团) CH3, 是一种具有较低表面能、 高热稳定性和柔韧性的材料, 将其用于阳离子水性聚氨酯的改性, 可大大提高涂膜的综合性能。合成了羟基硅烷改性的阳离子水性聚氨酯乳液, 随着羟基硅烷加入量的增加, 乳液的粒径逐渐增大, 热质分析表明漆膜耐热性提高。

3 丙烯酸酯改性

      丙烯酸酯具有优异的耐光性、 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, 另外还具有机械强度高和良好的附着力等优点, 但存在热黏冷脆的缺点。 聚氨酯具有较高的拉伸强度和耐冲击性、优异的耐磨性等优点, 但单一的聚氨酯分散体在一些性能上还不能满足人们的需要, 如固含量低、 初粘力低等。 因此将水性聚氨酯和丙烯酸酯乳液复合, 能克服各自的缺点, 做到扬长避短, 使涂膜综合性能得到明显的改善。

      目前, 国内外阴离子水性聚氨酯与丙烯酸酯复合的研究报道较多, 丙烯酸酯改性阳离子水性聚氨酯的报道较少。 丙烯酸酯改性阳离子水性聚氨酯主要是通过加入丙烯酸代替醋酸等中和剂中和叔胺, 同时丙烯酸也作为稀释剂, 可减少有机溶剂的使用量, 再加入水性或油性的引发剂引发丙烯酸聚合,得到不同核壳结构的阳离子水性聚氨酯 /丙烯酸酯共聚乳液。

4 纳米粒子改性

      聚氨酯在力学性能、 耐热、抗菌以及电性能等方面均存在不足, 为了弥补这些缺陷, 对水性聚氨酯进行纳米粒子改性成为提高水性聚氨酯性能的重要途径。 目前用于水性聚氨酯改性的纳米材料有碳纳米管、炭黑、 蒙脱土、 T i O2、 SiO2 等。 不同的纳米材料可赋予水性聚氨酯不同的特性, 如纳米级 T i O2 的加入可有效提升水性聚氨酯的抗菌性能。合成了阳离子水性聚氨酯 /CeO2 纳米复合材料, 研究了纳米 CeO2的加入对阳离子水性聚氨酯对紫外光吸收行为的影响, 结果表明该复合材料对 350 nm 以下的紫外 A 区和 B 区有很好的吸收, 是一种优良的紫外吸收材料。