TMS型水性双组分PU的制备及性能研究

　　TMS型水性双组分PU的制备及性能研究
　　
　　杨磊　　傅丽君
　　
　　（莆田学院环境与生命科学系，福建莆田351100）
　　
　　摘要：采用茶皂素（TMS）及其改性体作为水性双组分聚氨酯的多元醇组分，同亲水改性固化剂配合，制备TMS型水性双组分PU涂料。研究了亲水改性固化剂的R值、中和度、DMPA（二羟甲基丙酸）用量和涂料中苯丙乳液用量、-NCO/-OH比值对漆膜性能的影响，得到了最佳工艺参数。所得漆膜的机械性能达到溶剂型双组分聚氨酯涂料的性能，并具有优异的防腐蚀性。
　　
　　关键词：茶皂素；聚氨酯涂料；水性涂料
　　
　　聚氨酯涂料是增长速度最快的涂料品种之一，尤其双组分聚氨酯涂料因具有高耐冲击性、耐磨性、抗撕裂性、耐腐蚀性等性能，常可解决许多常规涂料不可能解决的问题［1-2］，成为目前应用最广、最有发展前途的一类涂料。但随环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料受到严格的限制，而水性双组分聚氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC（挥发性有机化合物）排放相结合，成为目前涂料工业研究的热点［3-4］。水性双组分聚氨酯涂料的多元醇组分必须具有良好的分散性，以尽可能低的剪切能耗将固化剂充分分散在水中。茶皂素（TMS）是一种性能优良的天然表面活性剂，在乳化、分散、发泡、稳泡等方面具有良好活性，且其化学结构中含有多个羟基［5］。本文将TMS作为双组分PU的多元醇，对其在水性双组分PU制备中的应用性能进行探讨，同时研究了影响亲水固化剂性能的因素。
　　
　　1实验部分
　　
　　1.1原料与仪器
　　
　　1.1.1主要原料
　　
　　甲苯二异氰酸酯（TDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、聚丙二醇（PPG2000）、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸酯等，均为化学纯；茶皂素（TMS）、二氧化钛、重质碳酸钙等，均为工业级；甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、三乙胺（TEA）、N-甲基吡咯烷酮、过硫酸钾等，均为分析纯；苯丙乳液，自制，固含量为56%。
　　
　　1.1.2仪器及设备
　　
　　FTIR-8300PCS红外光谱仪，日本岛津公司；BS224S型电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；QHQ铅笔划痕硬度计、QCJ-120冲击强度测量仪及QFS耐洗刷性测定仪等，天津永利达材料试验有限公司；QJ211微机控制万能试验机，上海倾技仪器仪表科技有限公司。
　　
　　1.2TMS型水性双组分PU的合成
　　
　　1.2.1水可分散多异氰酸酯固化剂（组分A）的合成取适量真空减压脱水的聚丙二醇与甲苯二异氰酸酯，逐次加入500mL三口圆底烧瓶中，再加入有机锡催化剂，升温至75℃，搅拌下保温1.5h，期间加少量稀释剂降黏，使反应完全；冷却至60℃，加适量的二羟甲基丙酸反应几小时，期间少量多次加稀释剂降黏，保证反应完全；冷却至35℃，加入适量丙酮与三乙胺，反应5min左右，待黏度略有上升时，加入少量丙酮，出料，备用。

来源:现代涂料与涂装网