氨基硅改性水性聚氨酯的制备是什么

先对有机硅材料进行氨基改性,用改性后的氨基硅材料来改性水性聚氨酯。(1)原料八甲基环四硅氧烷(d4),工业级,上海诺泰化工有限公司;卜氨丙基三乙氧基硅烷(kh一550),工业级,山东曲阜市华荣化工新材料有限公司;甲苯二异氰酸酯(fdi),工业级,上海巴斯夫化工有限公司;聚醚二元醇(n一204)、三乙胺(tea)、二羟甲基丙酸(dmfa)、氨水、磷酸,化学纯;丙酮,分析纯,上海化诚一厂。(2)制备①制备氨基改性有机硅在四口烧瓶中加入计量的去离子水、酸催化剂h3po4、非离子乳化剂op，10,通n2排o2搅拌,升温至80℃,加入计量的d4及kh一550开始反应,反应3h后,加入nh3.h2o中和至ph=7,终止反应,取出反应物待用。所制得的氨基硅微乳固含量约为20%,黏度约为2000mpa·s,氨值约为0.5mmol/g。②氨基硅改性水性聚氨酯先将聚醚二元醇于110℃减压除水l~2h(真空度约o.1mpa),然后取一定量置于带有控温、搅拌和冷凝装置的三口烧瓶中,在80℃下加入计量的dmpa和tdi,90℃恒温2h,以丙酮作溶剂60℃回流3h,再加入计量的氨基硅反应1h。然后移人乳化筒中,加入计量tea中和4~5min,加入150ml蒸馏水乳化,强烈搅拌5~10min,最后旋转蒸发脱出丙酮,即得到氨基硅改性水性聚氨酯溶液。③氨基硅改性水性聚氨酯溶液薄膜的制备取一定量的聚氨酯乳液倒入水平放置的玻璃槽中,室温下自然干燥固化成膜,然后置于真空干燥箱中40℃下进一步干燥,直至质量不变,以备测试。(3)主要影响因素①氨基硅含量对水性聚氨酯乳液性能的影响未加氨基硅改性的水性聚氨酯溶液稳定性好,泛蓝光。添加了氨基硅后,乳液变成白色,而且随着氨基硅含量的增加,乳液稳定性下降,最后变成浑浊液,直至出现固体沉淀。这是因为氨基硅通过水解缩合交联,粒径增大,稳定性下降。②氨基硅含量对水性聚氨酯薄膜耐水性的影响随着氨基硅含量的增加,体系的交联度明显增加,水分子难以渗入到大分子链间进行溶胀,因而薄膜的吸水率降低,即耐水性提高。③氨基硅含量对水性聚氨酯薄膜力学性能的影响随着氨基硅含量的增加,薄膜拉伸强度逐渐提高,断裂伸长率逐渐下降。然而当氨基硅含量过大时,拉伸强度也有所降低,可见氨基硅的添加量不能太多,否则会影响乳液以及薄膜的综合性能。随着氨基硅含量的增加,薄膜硬度逐渐提高,当氨基硅质量分数为9%时,硬度可达到2h,但当含量进一步增加时,薄膜硬度有所下降,这主要是当氨基硅含量过大时乳液稳定性不好,从而导致薄膜硬度降低。④氨基硅含量对水性聚氨酯薄膜耐热性的影响氨基硅改性前后水性聚氨酯的热质量损失曲线形状相似,且改性后水性聚氨酯的热分解温度明显高于未改性的。这是si~o键键能比c—o键键能大得多,使硅氧烷具有高耐热性;同时氨基硅通过自身的水解缩合反应在酯体系中形成了交联网络结构,从而导致水性聚氨酯的耐热性有了明显提高。采用氨基硅对水性聚氨酯进行改性的研究表明,氨基硅能够明显改善水性聚氨酯的硬度、耐水性和耐热性。在一定范围内,随着氨基硅添加含量的增加,薄膜的硬度和热分解温度逐渐提高,吸水率逐渐降低,当氨基硅质量分数为6%~9%时乳液稳定性较好,薄膜综合性能优。