木地板用水性聚氨酯分散体及其涂料

data-full-width-responsive="true"> 随着社会的发展，传统涂料有了质的变化，从早先的醇酸漆到现在的溶剂型聚氨酯涂料，产品性能有了极大的提高，特别是在木器制造行业。但是,在性能提高的同时所带来的是环境的污染，这是溶剂型聚氨酯涂料不能改变的现实。随着社会对环保要求的越来越严格，水性聚氨酯木器涂料应运而生，并有了较大的突破。因为水性聚氨酯涂料具有无毒、不燃、无环境污染、无VOC，并且节约能源。水性聚氨酯作为一种合成高分子材料综合性能优异，符合当前涂料的发展方向。本文研究了不同原料及工艺对木地板用水分散体性能的影响。1 试验部分11 主要原料聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇,甲苯二异氰酸酯(TDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，1，4-丁二醇，1，6- 己二醇，TMP，DMPA, 三乙胺、乙二胺,NMP，上述原料均为进口；丙酮（工业品），流平剂、消泡剂、润湿剂等（迪高公司）。12 聚合工艺在装有搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中，加入定量的聚碳酸酯和聚酯多元醇的混合物，加温、熔化、开搅拌，升温至120℃、真空-006MPa 脱水1h，降温至40℃，先后加入定量的IPDI、TDI，升温至100℃左右反应1 h ,降温加入D M P A、1 , 4 －丁二醇、1，6 －己二醇、丙酮等，升温至80～90℃反应2h，然后降温至40℃加入催化剂NMP、丙酮，升温至55℃左右反应3h，测异氰酸含量达到规定值后降温至30℃，将所得聚合液移至分散机下，在中速搅拌下加入三乙胺中和反应3min，高速加水、乙二胺分散，得到乳白色半透明发蓝光的液体，升温，脱AC 后得到水性聚氨酯分散体，检测待用。13 性能测试水性分散体的性能测试结果如表1 所示。2 结果与讨论21 聚酯多元醇对产品性能的影响用来制备水性聚氨酯的多元醇大致分为聚酯型及聚醚型两种，其它的还有蓖麻油类多元醇，其在合成聚氨酯方面起着非常重要的作用。多元醇化合物的种类、分子量、官能度、分子结构等决定了树脂的物理化学性能，所以多元醇在合成配方中的地位非常重要，其它组分用量均以它为基础用量进行调整。讨论中对不同的多元醇，进行了多次的调整，综合其性能，确定以聚碳酸酯多元醇为主，配以聚酯多元醇作为研发的主要原料，具体比较结果见表2。22 不同异氰酸酯对涂膜性能的影响异氰酸酯是一种具有很高反应活性的化合物，因其比较活泼，所以不存在自然的。二官能团以上的异氰酸酯可以合成性能优良的聚合物，是水性聚氨酯生产的另一个基本原料，分为芳香族和脂肪族两大类。主要品种有TDI、IPDI、HDI、XDI 等等。从多元醇不变而用不同的异氰酸酯试验的结果看，用TDI和IPDI 制得的聚合物符合研发要求。其结果见表3。23 亲水性扩链剂的选择及用量亲水性扩链剂是向体系中引入亲水性基团，是水性聚氨酯制备工艺中使用的特殊原料。通常由羟基、磺酸基及仲胺基等。现选用的是DMPA ，根据实验结果当添加量在14%～17% 时，其聚合液黏度、分散性、柔韧性等综合性能最好。24 扩链剂的选择根据产品的使用特性，需要耐磨性和耐水性好及有足够硬度的，根据实验结果1，4- 丁二醇、1，6- 己二醇、TMP 的混合物符合以上要求，效果好。25 温度控制当原料确定后，同一配方在不同的温度下反应，经过多次试验，反应的物料不同，温度也有变化。当聚酯与异氰酸酯进行反应时，温度应控制在90～100℃。亲水基因、扩链剂参与反应时，温度不应超过90℃，所得聚合物黏度适中，分散容易，效果好；反之，聚合液黏度过大，分散困难或黏度小、分散液白、无蓝光。3 涂料的应用31 涂料配方水性聚氨酯木地板涂料配方见表4。32 生产工艺(1)将D、E、F 加入到C 中搅拌均匀成透明状液体；(2)将(1)与B混合均匀，无分层；(3)准确称量A移至分散机下，在搅拌状态下缓慢加入(2)，中速搅拌30min;(4)根据客户要求可加入适量增稠剂或哑浆以提高其黏度和调整光泽度。33 性能测试结果水性聚氨酯木地板涂料及涂膜性能见表5。4 结 论（1）用聚碳酸酯与聚酯多元醇特定比例混合物和TDI、IPDI 进行聚合反应，用1 ，6- 己二醇、1，4- 丁二醇和TMP 进行扩链，所合成的预聚体性能符合产品要求，并且耐磨及耐水性能特别优良。（2）分别改变聚酯及聚碳的配比，1，6-己二醇、1，4- 丁二醇和TMP 的配比，所制得的成品技术指标比(1)有所不同，尤其是硬度及耐水性均有所降低，其它性能变化不大。（3）该产品符合木地板涂料涂刷要求。（4） 解决了国内长期困扰水性涂料在家具表面（特别是桌面、台面）应用的诸多难题，表面耐划伤、耐水性、硬度等性能明显提高，可以在家具制造行业推广应用。（5）存在不足：与溶剂型聚酯木器漆相比该产品的实干速度长，并且在未完全干燥前某些性能达不到理想效果。建议有条件的可以进行烘干施工，加快涂膜的干燥速度，使性能达到满意的最佳效果。