　　隨著人們對環(huán)境、健康和可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)注度進一步提高,各國環(huán)保法規(guī)進一步嚴(yán)格要求,水性木器涂料的發(fā)展是大勢所趨。但是水性木器涂料在使用過程中存在硬度較低、耐水性和耐化學(xué)品性能不好、涂膜機械性能不佳和豐滿度不高等缺陷。因此,利用交聯(lián)改性,通過化學(xué)鍵的形式將線型的聚氨酯大分子鏈接在一起,形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂,提高涂料成膜時的致密度,使其性能得到改善。蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯,脂肪酸中90%是蓖麻油酸(9-烯基12-羥基十八酸),分子結(jié)構(gòu)中帶有羥基,平均官能度為2.7,將蓖麻油代替聚醚二醇或聚酯二醇,合成蓖麻油聚氨酯-丙烯酸酯(CPUA),可提高PUA的交聯(lián)度[2]。蓖麻油脂肪酸中的不飽和碳碳雙鍵能提供水性聚氨酯與丙烯酸酯單體共聚反應(yīng)的接枝活性點,殘留的碳碳雙鍵可通過氧化交聯(lián)提高聚合物的交聯(lián)度,進一步改善涂膜性能。國內(nèi)關(guān)于將蓖麻油用于制備CPUA的相關(guān)文獻不多[3],也未見到比較全面地考察蓖麻油用量對乳液及涂膜各種性能影響的相關(guān)報道。本文以蓖麻油為原料合成了性能優(yōu)異的水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液,重點探討了蓖麻油的添加量對CPUA復(fù)合乳液多種性能的影響。

1實驗部分

1.1原料與試劑

異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI):工業(yè)品,進口;聚醚多元醇(N220,相對分子質(zhì)量2000):工業(yè)品,南京金陵石油化工公司;蓖麻油(C1O):分析純,天津化學(xué)試劑三廠;1,4-丁二醇(BDO):工業(yè)品,日本三菱公司;二羥甲基丙酸(DMPA):工業(yè)品,Perstorp公司;甲基丙烯酸甲酯(MMA):工業(yè)品,進口;N-甲基吡咯烷酮(NMP):工業(yè)品,BASF公司;三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)、丙酮:分析純,使用前用4A分子篩干燥處理;偶氮二異丁腈(AIBN):化學(xué)純,上海三浦化工有限公司;二月桂酸二丁基錫(DBTDL):分析純,廣州化學(xué)試劑廠。

1.2水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備

將(C.O.)、N220和IPDI加入到裝有溫度計、攪拌裝置和回流冷凝器的1000mL四口燒瓶中,加入少量的DBTDL,在60～70℃反應(yīng)一段時間,然后添加1,4-丁二醇進行擴鏈反應(yīng),反應(yīng)至—NCO基達到規(guī)定值,加入DMPA,在70～80℃反應(yīng)至—NCO基達到規(guī)定值,即得到聚氨酯(PU)預(yù)聚體。冷卻后添加配方量的MMA稀釋,然后加入三乙胺中和及乳化,加入乙二胺擴鏈得到PU/MMA乳液。將上述乳液加熱升溫至70～80℃,在3h內(nèi)均勻滴加引發(fā)劑溶液,保溫1～2h,測量MMA的轉(zhuǎn)化率,直至轉(zhuǎn)化率保持不變,降溫出料,用200目篩網(wǎng)過濾,濾液即為水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液。

1.3分析與測試

(1)—NCO殘余含量的測定

采用二正丁胺法測定殘余—NCO含量。

(2)涂膜吸水率的測試

將試樣緩慢地倒入四氟乙烯模板中,使其成為均勻、無氣泡涂膜。室溫干燥24h后,在50℃恒溫干燥箱內(nèi)干燥48h,冷卻后將膜取下。將制好的膜稱質(zhì)量,浸泡于25℃的蒸餾水中,在設(shè)計的時間取出,用濾紙吸干表面水分后稱質(zhì)量,按下式計算吸水率:

吸水率=(m1-m2)/m2×100%

m1—吸水后試樣質(zhì)量;m2—吸水前試樣質(zhì)量

(3)拉伸強度和斷裂伸長率的測量

采用拉力機檢測拉伸強度和斷裂伸長率,拉伸速度為500mm/min。在恒定溫度和濕度(21℃,50%相對濕度)的條件下干燥后,進行拉伸測試,記錄試樣的最大拉伸強度和斷裂伸長率。

(4)耐水性測試

參照GB/T9274—1988中的點滴法,將A種涂膜試板置于水平位置,在涂膜上滴加室溫蒸餾水或沸水?dāng)?shù)滴,觀察是否有失光、變白、起泡、起皺、脫落等現(xiàn)象。

(5)耐醇性測試