水性聚氨酯改性技術(shù)的研究進展

　　丙烯酸酯改性聚氨酯乳液大致有物理共混改性和合成共聚乳液兩種方法。共聚乳液的制備方法主要有以下幾種：

　?。?）PU乳液和PA乳液共混，外加交聯(lián)劑，形成聚氨酯一丙烯酸酯（PUA）共混復(fù)合乳液；

　　（2）先合成PU聚合物乳液，以此為種子乳液再進行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核／殼結(jié)構(gòu)的PUA復(fù)合乳液；‘

　?。?）兩種乳液以分子線度互相滲透，然后進行反應(yīng)，形成高分子互穿網(wǎng)絡(luò)的PUA復(fù)合乳液。這些方法巧妙地提高了PU乳液和PA乳液的相容性。

　?。?）合成帶c=c雙鍵的不飽和氨基甲酸酯單體，然后將該大單體和其它丙烯酸酯單體進行乳液共聚，得到PUA共聚乳。

　　陳建兵等人用含氟丙烯酸酯通過乳液聚合的方法對水性聚氨酯進行改性，制備皮革頂層涂飾劑。朱寧香等人以甲苯二異氰酸（TDI一80）、聚醚二元醇（N一220）、1，4一丁二醇（BDO）、二羥甲基丙酸（DMPA）、環(huán)氧樹脂II（E一20）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）等用原位合成技術(shù)制備具有核殼結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯一丙烯酸酯（WPUA）復(fù)合分散體。研究了環(huán)氧樹脂（E一20）、MMA加入量等對分散體及涂膜性能的影響，從而確定了最佳合成配方，獲得了具有優(yōu)良的低溫成膜性好、貯存穩(wěn)定性好、高硬度、耐有機溶劑性佳和附著力強的水性聚氨酯涂料。郭平勝等人采用無皂乳液聚合的方法，制備出了具有核殼結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯一丙烯酸酯復(fù)合乳液（PUA）。

　　2.3　有機硅改性

　　聚有機硅氧烷簡稱聚硅氧烷，是一類以重復(fù)的Si—O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機基的聚合物。習(xí)慣將硅烷及聚硅氧烷統(tǒng)稱為有機硅。由于有機硅這種特殊結(jié)構(gòu)和組成，使它具有低溫柔順性好、表面張力低、生物相容性好、耐燃、耐候性好、耐水性好、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

　　采用化學(xué)合成方法將聚氨酯一有機硅氧烷結(jié)合起來，在聚氨酯的分子中引入憎水基團，可以大大降低體系的膜表面張力極大地降低了膜的表面能，使得原本發(fā)粘的聚氨酯水性乳液涂膜的粘性明顯下降，同時還能有效提高涂膜的硬度和耐老化性能。

　　有機硅改性聚氨酯可以通過物理共混來進行，例如，利用水性聚氨酯和聚硅氧烷乳液進行物理共混改性。聚氨酯可以改善聚硅氧烷乳液的耐油性，而聚硅氧烷乳液可以改善水性聚氨酯的耐水和耐溶劑性能，兩者共混可獲得取長補短的效果。有機硅共混改性通常是將有機硅用作改性劑添加入聚氨酯體系中，改善聚氨酯制品某方面的性能。由于乳化劑的存在，共混改性對膜的性能有負面影響，共混改性僅僅是簡單的機械混合，無化學(xué)鍵形成，羥基硅油易于遷移，造成硅感時效短。因此，有機硅改性聚氨酯最常用的方法是共聚改性。通過兩端帶有反應(yīng)性官能團的聚硅氧烷低聚物（最常見的是聚二甲基硅氧烷PDMS，或部分甲基被取代后所得聚硅氧烷）與多異氰酸酯經(jīng)逐步加成，聚合而制得嵌段共聚物。

　　用于改性聚氨酯研究的有機硅化合物主要是含有羥基封端的羥基硅油、氨基或烷氧基封端的硅烷偶聯(lián)劑等，帶有活性端基的聚硅氧烷與端異氰酸酯基的化合物或預(yù)聚體通過加成聚合和擴鏈反應(yīng)，制成有機硅改性聚氨酯。有機硅共聚改性水性聚氨酯制備方法主要有合成與擴鏈兩種不同的方法。所謂合成法是在合成過程中將羥基硅油或氨基硅油引入聚氨酯鏈段中。羥基硅油的反應(yīng)活性適中，合成過程反應(yīng)平穩(wěn)。但氨基硅油的氨基氫反應(yīng)活性很高，并且在聚氨酯溶解度有差異，所以聚合反應(yīng)都需要在溶劑的存在下進行；擴鏈法是指在預(yù)聚體乳化的過程中擴鏈引入氨基硅油，如有人報道了利用側(cè)鏈氨基硅油來改善水性聚氨酯的研究。