有机硅改性水性聚氨酯鞋底漆的合成及应用.pdf

有机改性水性聚氪酯牲底溱的合成及应用
有机硅改性水性聚氨酯鞋底漆的合成及应用
鲁昌民,王甫愎,鲁岗(温州市大宝树脂有限公司,温州325400)
摘要:通过有机硅共聚和共混交联改性水性聚氨酯鞋底漆的合成实验.改进了单纯水性PU存在耐水、耐有机溶
剂.耐热性较差的缺点,使其性能完全达到现有溶剂型鞋底漆的水平。
关键词:有机硅改性水性聚氨酯:鞋底滚:耐水:耐热:耐溶剂
引言
光有机硅改性的水性聚氨酯乳液。
温州是中国的鞋都,制鞋业是其支柱产业。所用
的鞋材底漆全部属于浴剂型,存在易燃、易爆,生产
3清漆及色漆的配比
安全隐患大,损害工人的身体健康等致命弱点;而水
清漆及色漆的配比见表1~2。
性PU具有无毒、无味、不燃、不爆、低或零VOC,对
表1清漆配比
环境友好等优点,必终将取代现有浴剂型鞋底漆。单
规格
用强/份
32%
90~95
纯水性PJ制成的底漆在耐水、耐溶剂、高温不回粘、
水性PU
润湿剂
0.1~0.
低溫耐折、配磨方面不能满足现有底漆的要求。有机
W-461
0,3~0,6
硅化合物属于半有机、半无机结构化合物,由其制成消泡剂
WT-1096
0.1~0.2
的高分子釈为元素有机高分子,具有而低温、耐气候洏受剂
WT-201
变化、橧水、生理惰性等许多优异性能,井且还能風
氨水(25%6)
分析
0.2~0.3
去子水
制
涂层低表面能,展现涂层优异的柔软性和爽滑丝绸
和盛盈
0.5
感。因此用有机硅改性水性PU制鞋底漆,是改进单
表2色漆配比
纯水性PU性能不足的有效手段。
原料
规格
用蛋/份
1实验
水性PUJ
32%
水性色浆
黃河色片
1.1原料
润湿剂
0,1~0.3
聚酯二酵PBEA(温州宇田化工)、甲苯二异氰酸流平剂
0.3~0
TDK巴斯夫)、二羟甲基丙酸DMPA(端典吧斯托)、1.4消泡剂
WT-0506
0.1~0.2
丁二醵BDO(国产)、三乙胶TEA(上海试剤「)、乙
流变剂
WT-201
氨水(25%)
分析纯
0.2~0.3
二胺EDA(上海圣宇公司)、こ月桂酸二丁基锡Tー12
去离子水
自制
(上海试剂厂)、端羟基聚硅氧和聚氧乙烯共聚物9112
和名
0.5-1
7120(上海和盈化工)、水溶性的特种有机硅交联剂
9112(上海和盈化工)、甲基此咯烷酮NMP、丙AC1.4清漆及色漆配制工艺
均为分析纯试剂。
在水性聚氨分散体中,恼次加人润湿、流平、
消泡剂,水性色浆,搅烨均匀,再加人水性流变剂,
1.2合成工艺
检测pH值,用気水调节DH值至8~9定目,然后用去离
在装有抗伴器、湿度计、回流冷凝器的四口烧瓶子水稀释到所需茹度,最后加入9112有机硅交联剂
中、加入PBEA,在100-120℃,真空为-0.8mPa制成有机徒共聚共混爻联改性的水性聚気鞋氏漆
的条件下脱水1h,在80℃条件下,加人计的7120、2性能检测
BDO、TD?、几滴T-12、反应3。测体系中NCO
,当NCO含量达到理论值时,降温至60C,加人用2.1黏度测定
NMP浴解的DMPA,且在此温度下反应4~5n测NCO
用NDJ-4型旋转黏度计,按GB2794-95测定,其
含量达到理论值时加入AC降粘,得到NCO打端的预聚中が治湿度为(251O)
体,冷却至45~-50℃后加人TEA中和反应3min,在高2.2耐水性测定
速搅拌下加入计蟹好的去子水乳化,后加人EOA扩
称取一定量的胶膜(W1)浸泡在20℃蔡馏水中,
链,真空减压脱去丙,制得固含量为2%半透明返每闫隔一段时间取出,用滅级擦干表面水分,立即
1382009年5月杭州
水性涂料
称重(W2)由单位质量的胶膜吸収水分的质員即吸水率硬度越高,低温柔软性越差,乳液贮存期越短;NCO/
P%来表示:P(%)=-(W2ーWV)/W]x100%
OH比值越小,柔软性越好,对底的着力越好,可
2.3贮存稳定性测试
能是NCO过量太多,产生的脲键过多,交联过度,阻
将乳液、底漆在常温下放置1个月,观察是否有回得分子间运动,反而失去附着力,所以综合考感,R值
粘或沉定
为1.2较为合适。
2.4耐热性测试
3.3有机硅交联剂的影响
将胶膜、滚膜放人80℃烘箱中3omin,观察是否有
以实验结果得知:单单通过有机硅共聚改性得到
回粘现象。
的漆膜其耐水性比未改性有藝大提高,但其邴热性和
2.5低温柔软耐折测试
耐溶剂性提高不明显,其胶膜本身未得到交联反应,
分别別将配制好的底漆涂在鞋底上,加热烘干2h仍属于线性结构,添加9112有机硅交联剂,因其本身有
后,在皮革耐寒耐折实验机中测试,以底漆经受曲折多个反应基团,不仅能PU上的官能团反应同时其自身
未破损次数表示。
分子间能互相反应交联,而且还能与底材上的活性基
2.6耐溶剂性测试
团反应,因而能促进水性PU対底材的殉着力,成膜后
用浸透乙醇的棉布来回擦拭,一个来回为一次,以的PU分子链授上了有硅分子,改善水性聚氨酯膜的
未露底次数表示
耐溶剂性、耐水性、耐冲击性和耐划伤性。
测试结果见表3。
3.4助剂的选择
表3水性PU牲能检測结果
鞋底漆也同其他涂料一样,要求涂膜光滑、平
未改性
共緊改性共聚买え交联整、无鱼眼、手感光滑。润湿剂M-469具有优异降低
性能
水性PU
水性P改性水性PV」表面张力性能,有效改菩流动与流平并快速铺展与润
慶/mPa·s120
湿,能增进体系对底材的润湿性;流平剂455貝有良好
耐水
23.81%
9,439%
1.896%
耐热(80C)回粘
较好
不回粘
的再涂,增进涂膜的平滑及抗划伤性,井能改善防粘
乳液贮存25℃)10、沉定、返粘30、羟微沉定30轻微沉定
连性,消除凃膜橘皮、缩孔,崛予涂膜柔细的触感。
低品耐折6℃)次ン1万次
>3万
消泡剂要求同涂料相溶性好,不易过,否则易弓
配容剂
>300
起鱼眼和重涂性不好等问题;0506的消泡、抑泡效果
3结果与讨论
好,因此得以选用;流变劻剂的使用不仅可以提高涂
3.1改性对乳液贮存期和膜耐水性的影响
料体系的黏度,防止颜料的沉定,同时提供体系良好
水性PU通常采用普通聚隣、聚酯多元醇
的流动、流平,同时也具有很好的成膜性和耐水性,
PTMG、PCL、PCDL等不同多元醇来制备。而企业因此选用WT-20
人性能和成本综合因素来者虑,采用了普通聚陷二元4结语
醇PBEA,但用其制賢水性Pし乳液不耐水解,贮存期
(1)通过有机硅共聚改性制得的水性聚氨酯乳液具
短,但通过有机硅共聚改性,S-O分子链接到聚氨有良好的応心存稀定性,提高胶皮员的水性
药