第40卷第1期 2010年1月
涂料工业
PAINT & COATINGS INDUSTRY
硬脂酸单甘油酯改性水性聚氨酯的研究
詹媛媛，张彪，黄毅萍，许戈文
（安徽大学化学化工学院，安徽省绿色高分子材料重点实验室，合肥230039）
Vol. 40No.1 Jan.2010
摘要：以聚醚210(N-210）、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)为基本单体，用含有18个碳脂肪侧链的硬脂酸单甘油酯改性，合成了一种以十八碳脂肪链为疏水链段的水性聚氨酯。研究了硬脂酸单甘油酯用量对树脂外观、稳定性、耐水性、表面能的影响，以及硬脂酸单甘油酯的引人对水性聚氨酯热稳定性的影响。结果表明引人脂肪链可以提高水性聚氨酯的表面活性、热稳定性和耐水性：
关键调：水性聚氨酯：硬脂酸单甘油酯：表面活性；耐水性；热稳定性
中图分类号：TQ630.4
文献标识码：A
文章编号：02534312(2010)01006304
Study onModify cation of WaterbornePolyurathanebyMaonostearin
Zhan Yuanyuan, Zhang Biao, Huang yiping, Xu Gewen
( School of Chemistry and Chemical Engineering & The Key Laboratory of Enzironment Friendly
Polymer mayterials of Anhui Prorice, Anhui University, Hefei 230039, China)
Ahstruct : The title waterborne polyurethane has been developed with which has eighteen aliphatic N210 polyether and IPDI as monomers, which was modified by monostearin with hydrophobic octedecanoic aliphat-ic side chain. The influence of the dosage of monostearin on appearance, stability, water resistance, and the surface energy of the emusion was studied. The results showed that grafting with monostearin can enhance the PU's surface activity, thermal stability and water resistance.
Ker Words : waterborne polyurethane ; monostearin; surface activity ; water resistance ; thermal stability
引言
水性聚氨酷酯是水性聚氨酯胶粘剂、涂料和其他形式应用
形态的基确，以水为溶剂，具有不燃、气味小、不污势环境、节能等优点，并且其胶膜丰满度高、耐磨、具有良好的机械性能，在化工行业中得到广泛的应用，
水性聚氨酯分散体分散在水中时通常采用内乳化的方法，该种方法使聚氨酯水乳液具有很好的稳定性和优异的成膜性能(2)，但同时该工艺也在分子结构中引人了亲水基团，成膜之后亲水集团保留在膜内，使胶膜遇水易溶胀，破坏胶膜的机械性能。并且水的极性很大，表面能高达72.8mN/m，从而使水性聚氨酯的表面能也居高不下，致使其在某些低表面能的表面不能很好地润湿。作者认为在聚氢酯链段中引人疏水基团既可以提高胶膜的耐水性又可以提高水性聚氨酯的表面活性，从而降低其表面张力。日前基于这两方面的研究文献报道很少，少量的主要集中在有机硅：、有机氟4改性上面，并且已取得明显的效果。但是有机硅改性的水性聚氮酯成膜后的再次涂布性差，有机氟改性的水性聚氨酯成本很高，二者均得不到普遍的应用"；
作者从表面活性剂的亲水亲油基团人手6：，在合成水性聚氨酯的过程中加人含有长脂肪链的硬脂酸单甘油酯，合成了一种间时具有亲油的长碳脂肪链、亲水的阴离子基团和极性基团，耐水性好并且具有低表面能张力的水性聚氨酯树脂（以下简称MPU）。
硬脂酸单甘油酯降低水性聚氨酯表面能的原理[7-8]为：硬脂酸单甘油酯(简称单甘酯)分子中含2个甘油羟基和1个脂肪酸长碳链，脂肪长链为亲油基团，具有亲油性，羟基和羧基为极性基团，具有亲水性。这种两亲性的分子结构可使单甘酯分子在油相和水相间的界面形成一层膜，降低液体的表面张力，其HLB(亲水亲油平衡值)值为35。
水性聚氨酯本身就是一种表面活性剂，但其结构中极性基团较多，以至于水性聚氨酯乳液的表面张力比较大，一般在 45~60mN/m，在低表面能基材的表面不能很好地铺展。单甘酯含有1个伯羟基和1个仲整基，可以和异氯酸酯反应参与生成氨基甲酸酯，把亲油的长脂肪链接到聚氨酯预聚体上，增加聚氨酯预聚体的亲油基团，分散于水中后降低水的表面张力，从面得到低表面能的水性聚氨酯树脂
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