易翔1，2何德良1

（1.湖南大學化學學院，長沙410082；2.湖南工程學院，湘潭411104）

    訊：摘要：介紹了幾種水性聚氨酯化學改性的研究進展，包括環(huán)氧樹脂、、有機硅氧烷等二元共聚改性及兩種以上樹脂的三元共聚改性的研究狀況。展望了水性聚氨酯化學改性的發(fā)展趨勢。有機硅，有機硅防水劑

    關鍵詞：水性聚氨酯；改性；共聚

    0.前言

    聚氨酯（polyurethane）是聚氨基甲酸酯的簡稱，是聚合物內(nèi)含有相當數(shù)量氨酯鍵的高分子化合物。水性聚氨酯（WPU）是以水代替有機作為分散介質的二元膠態(tài)體系，它不含或含有少量有機溶劑，具有不燃、md無污染、節(jié)省能源、操作加工方便等優(yōu)點，同時保留了傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯的一些優(yōu)良性能，如良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性和耐疲勞性等。單一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳膠膜的耐水性差、光澤較低、涂膜的綜合性能較差等缺點。但是，PU預聚體中的—NCO基團具有較強的活性，能與羥基、氨基、等基團反應，這就為研究者通過改性來提高WPU涂料的綜合性能提供了可能，促使廣大的科研工作者對水性聚氨酯涂料進行各種改性研究，以擴大其應用范圍。水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化學共聚兩種形式：共混是將具有互補特性的兩種或多種樹脂混合在一起，存在的{zd0}問題是混容穩(wěn)定性差；共聚是通過在體系中引入各種功能性的成分，合成具有特殊性能的復合乳液，因乳液的穩(wěn)定性好而具實用性。目前，PU與羧甲基、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的復合乳液均有研究，其中后三類復合乳液因在功能上與水性聚氨酯具有互補性，尤其對聚氨酯涂層的耐水性及硬度、強度等力學性能的改善較為顯著，因此，研究最為活躍。

    1.環(huán)氧改性水性聚氨酯

    環(huán)氧樹脂具有許多優(yōu)良的性能，如機械強度高、粘附力強、成型收縮率低、化學穩(wěn)定性好、電絕緣性好、熱穩(wěn)定性好等，廣泛應用于涂料行業(yè)。由于環(huán)氧樹脂的羥基與聚氨酯反應時可以將支化點引入聚氨酯主鏈，使之部分形成網(wǎng)狀結構，因此環(huán)氧改性聚氨酯（EPU）乳液在提高涂膜的附著力、抗張強度、耐水性和耐溶劑性等方面作用明顯。王華平等人用環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯，結果表明：改性后的水性聚氨酯力學性能好、粘接強度高、耐水及耐溶劑性能優(yōu)異，但環(huán)氧樹脂用量過高時，穩(wěn)定性較差。文秀芳等人討論了環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯合成中，R值（NCO/OH）、1，4-丁二醇、二羥甲基丙酸、環(huán)氧樹脂、中和度等對分散液和涂膜性能的影響，環(huán)氧樹脂的加入顯著地提高了涂膜的耐水性、耐化學品性、硬度和拉伸強度，其適宜的用量為8%~9%。姜守霞等人研究了環(huán)氧樹脂在水性聚氨酯乳液中的含量對其性能的影響，結果發(fā)現(xiàn)：加入環(huán)氧樹脂后，產(chǎn)品的耐水性有明顯提高，隨著環(huán)氧樹脂含量的增加，硬度提高，粘度呈上升趨勢。Y.C.CHERN等人比較了兩種經(jīng)環(huán)氧改性的聚氨酯的結構，對不同相對分子質量的多元醇進行了分析。M.Alagar等人對制備出的環(huán)氧改性水性聚氨酯進行了DSC分析及SEM檢測，結果發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過改性后，涂膜性能得到優(yōu)化。羅建光等人比較了EP的加入方式對涂膜性能的影響，結果表明：共聚法制得的涂層綜合性能優(yōu)于共混法，通過紅外光譜和DSC分析表明：在共聚時環(huán)氧基團發(fā)生了交聯(lián)反應，與PU形成局部的IPN結構。