data-full-width-responsive="true"> 木器用双羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂料的研究曹广达，罗穗莲，刘超栋，石 光，林德辉，詹小赵（华南师范大学化学与环境学院，广东广州 ５１０００６）水性聚氨酯以水为分散介质，具有低毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠等优点，但由于在分子结构中引入了ＣＯＯＨ、ＯＨ 等亲水基团，使得其耐水性能较溶剂型ＰＵ 涂料要差很多，限制了
它在某些领域的应用［１］．如何提高水性聚氨酯的耐水性是当今研究的热点．目前，有机硅改性水性聚氨酯主要以聚硅氧烷链上的活性基团与ＮＣＯ反应，形成聚氨酯与聚硅氧烷的接枝或嵌段共聚物［２］．虽然聚硅氧烷具有优异的憎水性，但它的力学性能和表面附着力较差，因此，在改性水性聚氨酯时期望在不过度牺牲ＷＰＵ的机械性能的情况下提高其耐水性．本文采用双羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯，利用有机硅做扩链剂将其引进到聚氨酯的主链上，制备聚氨酯－有机硅嵌段共聚物．对产物进行一系列的结构分析，同时探讨ＨＯ－ＰＤＭＳ的用量对乳液的稳定性、耐水性和机械性能的影响．１ 实验部分１．１ 原 料异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ），工业级；聚碳酸酯二元醇（ＰＣＤＬ）Ｍｎ＝１０００，工业级；双羟丙基封端聚硅氧烷（ＨＯ－ＰＤＭＳ），工业级；二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ），工业级；一缩二乙二醇（ＤＥＧ），分析纯；三乙胺（ＴＥＡ），分析纯；二月桂酸二丁基锡（ＤＢＴ），工业级；丙酮，分析纯．１．２ 合成工艺在有控温、搅拌和冷凝装置的三口瓶中，加入计量的ＩＰＤＩ，ＨＯ－ＰＤＭＳ和少量的二丁基二月桂酸锡（催化剂），在４５ ℃反应一段时间后，加入计量的ＰＣＤＬ；升温至８０℃．加入ＤＥＧ和ＤＭＰＡ，恒温１ｈ后冷却至４５℃．加入ＴＥＡ 中和成盐；反应过程中加入少量丙酮调节粘度．最后出料乳化，减压蒸馏丙酮，得到改性的水性聚氨酯乳液．以未添加ＨＯＰＤＭＳ的未改性水性聚氨酯作为对照．计量比参见表１．
１．３ 涂膜性能测试１．３．１ 吸水率取适量的乳液涂在聚四氟乙烯板上，在４５℃下干燥２４ｈ，准确称重（ｍ１）后浸泡在水中，２４ｈ后取出，用滤纸迅速擦去表面的水分，准确称量胶膜的质量（ｍ２），计算其吸水率：
１．３．２ 结构分析采用Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－１７３０型傅立叶变换红外光谱仪，分析产物结构．采用ＤＳＣ２００ＰＣ型示差扫描热分析仪，Ｎ２ 气氛，升温速率为１０℃／ｍｉｎ，温度范围为－１５０～１００℃，测定涂膜玻璃化转变温度Ｔｇ．１．３．３ 粒径分析采用Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅ２０００激光散射粒度仪对乳液的粒度进行分析，得到体积平均粒径Ｄ．１．３．４ 力学性能将乳液流延在用聚四氟乙烯裁成的哑铃形模具上，室温下成膜，然后在４５℃下烘２４ｈ．用塑料球压痕硬度计对涂膜进行硬度测定．采用万能材料拉伸试验机，在室温下，拉伸速率为１００ｍｍ／ｍｉｎ，测定胶膜的拉伸强度．２ 结果与讨论２．１ ＨＯ－ＰＤＭＳ含量对乳液性能的影响从表１中我们可以看出，加入ＨＯ－ＰＤＭＳ对乳液的外观和稳定性是有影响的，随着ＨＯ－ＰＤＭＳ用量的增加，外观由透明泛蓝光转变为不透明，稳定性逐渐变差．由于聚硅氧烷本身具有良好的耐水性，用ＨＯ－ＰＤＭＳ改性聚氨酯有望提高涂膜的耐水性．随着ＨＯ－ＰＤＭＳ加入量的增大，涂膜的吸水率持续下降．在加入量较低时，涂膜的吸水率随ＨＯ－ＰＤＭＳ的增加，降低的速率很快，继续增加ＨＯ－ＰＤＭＳ，涂膜的吸水率变化不大，当ＨＯ－ＰＤＭＳ的加入量到１０％后，吸水率基本没有什么变化．２．２ 产物的红外光谱分析未改性和改性后的乳液烘干成膜，用甲苯抽提２４ｈ后再溶于丙酮进行红外分析．经甲苯提纯后的改性树脂的红外谱图如图１所示，由图１可见，在波数１０９２ｃｍ－１附近有特性吸收峰，此为ＣＯ 官能基；１０４９ｃｍ－１的峰主要是ＣＯ 键的伸缩振动吸收；３３５３ｃｍ－１（ＮＨ 的伸缩振动峰）和１７１７ｃｍ－１（Ｃ＝Ｏ的伸缩振动峰）的存在，表明有氨基甲酸酯生成．１２５８ｃｍ－１的是ＣＨ３Ｓｉ的特征吸收峰，７９４ｃｍ－１也是ＳｉＣＨ３ 吸收峰，１０５１ｃｍ－１是ＳｉＯＳｉ吸收峰，说明ＨＯ－ＰＤＭＳ接在聚氨酯链段上形成了聚硅氧烷－聚氨酯嵌段共聚物．
