酮肼交联及硅烷偶联水性聚氨酯的成膜机理及其性能研究

用二乙醇胺(DEA)和双丙酮丙烯酰胺(DAAM)按Michael加成反应机理合成了一种新的聚氨酯扩链剂DDP(N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺).以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,在用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)封端改性聚氨酯的基础上,采用自制含酮羰基二元醇N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺(DDP)和1,4-丁二醇(BDO)作为扩链剂,制备了侧链含酮羰基的聚氨酯乳液.通过外加己二酸二酰肼(ADH),制得室温自交联乳液.利用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振波谱(NMR)对扩链剂(DDP)和涂膜结构进行表征,ATR-FTIR和NMR测试证实了DDP的生成并参与反应合成了聚氨酯及乳液成膜时酮肼交联反应的发生.研究了n(—NHNH2)/n(—CO—)、n(NCO)/n(OH)、DDP含量对聚氨酯涂膜性能的影响.结果表明,在己二酸二酰肼(ADH)的用量为0时,涂膜的吸水率随DDP含量的增加而增大;n(NCO)/n(OH)>1.40时,聚氨酯难以乳化并且乳液稳定性变差;在最佳配比n(—NHNH2)/n(—CO—)=1,n(NCO)/n(OH)=1.40的条件下,DDP%从0增大到7.22%时,涂膜的吸水率从39.36%降低到18.92%同时表现出很好的耐溶剂性能,交联度从51.49%上升至90.23%,拉伸强度从20.09MPa增大到28.26MPa,硬度达2H.热失重分析(TGA)表明酮肼交联结构的引入提高了涂膜的热稳定性.