data-full-width-responsive="true"> 一种木器涂料用无溶剂水性聚氨酯的制备及其性能研究刘 姗，林争超，张 洁，孙伟祖(万华化学集团股份有限公司，山东烟台 264000)0 前 言溶剂型木器涂料都含有大量的有机挥发性化合物，不仅影响生产和施工人员的身体健康，且污染环境和浪费资源，随着环境法规和相关政策对VOC使用和排放量的限制，环境友好型水性涂料是涂料行业的发展趋势之一。以水性聚氨酯、水性丙烯酸酯为代表的水性树脂在涂料中发挥越来越重要的作用，尤其水性聚氨酯涂料，不但安全环境友好，而且材料本身性能出众，具有涂料所需的高强度、耐磨损、低温成膜性以及柔韧性等特点。同时，其可以与丙烯酸树脂混拼并提高性能，因此在水性木器涂料领域受到广泛青睐。木器涂料用水性聚氨酯要求具有良好的耐化学品性能、较高的硬度、良好的通透性和丰满度，根据水性聚氨酯结构以及性能的关系，木器涂料用水性聚氨酯硬段含量较高。较高的硬段比例会影响水性聚氨酯的室温以及低温成膜性能，因此在应用过程中，会加入一定比例的成膜助剂，改善成膜性能，而且传统的水性聚氨酯合成工艺中，都含有大量的有机溶剂NEP、NMP，提高了配方的VOC含量。基于以上背景，本文分别采用IPDI为硬段，PPG1000和PTMEG1000协同为软段，BDO、DMPA为小分子扩链剂，不含NEP等有机溶剂，制备出了一款环境友好的无溶剂水性聚氨酯乳液，且该水性聚氨酯具有很低的成膜温度，在应用过程中，可以显著降低成膜助剂用量，通过对此种水性聚氨酯进行应用性能跟踪，发现该乳液的综合应用性能优于市场主流产品。1 实验部分11 实验主要原料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，工业级，科思创；聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)，工业级，淄博东大；聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG1000)、1,4-丁二醇(BDO)，工业级，巴斯夫；二羟甲基丙酸，工业级，Perstrop；DMEA、乙二胺，工业级。12 水性聚氨酯乳液合成在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚环氧丙烷醚二醇(PPG1000)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG1000)，80 ℃反应1 h后，再加入BDO、DMPA、定量丙酮，稀释催化剂，75 ℃反应，达到理论NCO值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入DMEA中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在1 200 r/min的高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成。13 水性木器涂料制备基于水性聚氨酯乳液的水性木器涂料配方如表1所示。
水性木器涂料的制备工艺：将水性聚氨酯乳液、消泡剂1依次加入容器中，搅拌均匀，加入消光粉，800～1 200 r/min快速分散15 min左右；将成膜助剂1、成膜助剂2、流变助剂、润湿流平剂、增稠剂、H2O混合均匀后，缓慢加入容器中，600～800 r/min搅拌10 min；加入消泡剂2、防腐剂，搅拌5 min后过滤出料，静置。14 分析与测试141 乳液粒径用动态光散射(DLS)测量聚氨酯分散体的粒径以及粒径分布。实验中采用马尔文公司的ZetasizerNano ZS90的粒度仪测定乳液的粒径及粒径分布，测试温度为25 ℃，激光器角度为90，测试激光波长为633 nm。142 贮存稳定性测试水性聚氨酯乳液贮存稳定性可通过高温加速试验来模拟测定。在干净密闭试样瓶中，倒入适量水性聚氨酯乳液，50 ℃烘箱放置1个月，取出后若乳液无分层及沉淀，并且应用性能没有损失，仍然满足使用要求，即可证明所合成的乳液能够稳定贮存。143 乳液应用性能测试按照国际规定标准以及实验室标准，在相同的试验条件下，与市场主流产品对比，对水性聚氨酯的干燥时间及硬度，力学性能、柔韧性、耐化学品性能进行测试。2 结果与讨论21 水性聚氨酯乳液性能(见表2)
