羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚(N210)为原料,采用自制羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)替代部分聚醚(N210),制备羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液,并用于涤纶织物涂层整理.研究改性剂HP-PDMS用量对乳液及胶膜性能的影响,测试涂层织物的应用性能.结果表明:随着HP-PDMS用量的增加,乳液粒径变大,稳定性变差,胶膜水接触角变大,吸水率变小.HP-PDMS用量为6%时,乳液稳定,胶膜水接触角为106.2°,吸水率为32.49%.与未改性的聚氨酯涂层织物相比,改性聚氨酯涂层织物静水压、柔软度均有所提高;与聚醚型聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物相比,羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物的静水压和接触角均有所提高,尤其接触角提高显著,达到136.1°.     

交联单体TMP对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚(N210)为主要原料,三羟甲基丙烷(TMP)为交联单体,合成自交联型水性聚氨酯乳液.探讨交联单体TMP用量对聚氨酯乳液性能及胶膜性能的影响,并与未交联和外交联型水性聚氨酯进行比较.结果表明:TMP用量为40%时,自交联型水性聚氨酯乳液粒径小,具有较好的稳定性;涂层织物耐静水压为239 mm,耐洗次数可达26次,具有较高的耐静水压和较好的耐洗性,与外交联型水性聚氨酯相当.     

端羟丙基含氟聚硅氧烷的合成及其改性水性聚氨酯性能

采用端氢含氟聚硅氧烷和烯丙基醇为原料,以氯铂酸为催化剂,经硅氢加成合成端羟丙基含氟聚硅氧烷,并应用于改性水性聚氨酯。研究了合成因素对双键转化率的影响,优化了合成工艺条件;采用傅里叶红外、核磁以及凝胶渗透色谱对合成产物结构加以表征,并测定了改性水性聚氨酯乳液、胶膜和涂层织物的性能。结果表明,副反应抑制剂能有效抑制硅氢加成反应的副反应。端羟丙基含氟聚硅氧烷合成优化工艺条件为:副反应抑制剂用量0.2%,催化剂质量浓度60 mg/L,反应温度75℃,反应时间4 h。改性水性聚氨酯乳液粒径为45 nm,胶膜水接触角及吸水率分别为106.8°和28.1%。相对未改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯涂层织物拒水性得到明显改善。     

含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能

为进一步提高水性聚氨酯涂层剂的拒水性能,以聚醚N210和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料,以羟丙基封端含氟聚硅氧烷为改性剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,以三羟甲基丙烷(TMP)为扩链单体,合成含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯。探讨了DMPA用量、改性剂分子量及用量对乳液及其胶膜性能的影响,并将乳液用于织物涂层整理。结果表明：随着DMPA用量增加,乳液稳定性变好,粒径变小,胶膜疏水性变差;随着改性剂分子量和用量增加,乳液稳定性变差,粒径变大,胶膜疏水性变好;当DMPA用量为5%,改性剂分子量为1694、用量为6%时,水性聚氨酯综合性能达到最佳值,涂层织物接触角为138.2°,静水压为644mm。相对未改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯涂层织物拒水性得到明显改善。     

超支化氨基改性聚硅氧烷的合成及其应用

以双端环氧基聚硅氧烷和二乙烯三胺为原料,通过环氧基的开环反应,合成超支化氨基改性聚硅氧烷,制备改性聚硅氧烷乳液。研究了合成工艺因素对环氧基转化率的影响,优化了合成工艺条件,探究了聚硅氧烷链段相对分子质量对改性聚硅氧烷乳液及其整理织物性能的影响,并测定了改性聚硅氧烷乳液和整理织物性能。结果表明：当聚硅氧烷链段相对分子质量约为3100,双端环氧基聚硅氧烷与二乙烯三胺物质的量的比为1.5:1,反应温度80 ℃,反应时间3 h,溶剂异丙醇用量为反应物总质量的30%时,环氧基转化率为93.25%;合成产物乳液稳定、不漂油,平均粒径为56 nm;相对氨基硅油与嵌段型聚醚改性氨基硅油,改性聚硅氧烷整理织物黄变性低,柔软性和亲水性良好。