第40卷第2期 2010年2月
涂料工业
PAINT& COATINGS INDUSTRY
有机硅改性环氧一聚氨酯乳液的合成与性能研穷
翔，何德良（1.湖南工程学院，湖南湘潭411104；2.湖南大学，长沙410082）易
Vol. 40No.2 Feb.2010
摘要：以异佛尔酮二异氰氯酸酯（IPDI）、聚氧化丙烯二醇（PPG）、二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料，用4%的环氧树脂和3%的氨基硅烷复合改性合成了有机硅改性环氧-聚氨酯乳液，乳液外观呈黄白色且具有较好的稳定性。用红外光谱仪、接触角测定仪、热重分析仪对涂膜的结构和性能进行了检测，结果表明：聚合物中因环氧树脂的交联作用和Si一O键的存在，涂膜表面增水性增强、耐水性和耐热性得到提高。
关键调：氨基硅烷；环氧树脂；聚氨酯乳液；改性
中图分类号：TQ630.4
文献标识码：A
文章编号：02534312(2010)02003004
Study on Synthesis and Properties of Silicone Modified Epoxy-Polyurethane Emulsion
Yi Xiang', He Deliang
(1.Hunan Institute of Engineering，Xiangtan,Hunan 411104,China; 2.Hunan Unitersity,Changsha 410082,China) Abstract:The epoxypolyurethane emulsion Modified by Silicone was synthesized using isophorone di-isocyanate(IPDI)， polydiol(PPG),dimethoxypropionic acid(DMPA) as main raw materials,which was fur-ther modified with 4 percent of epoxy resin and 3 percent of amino silane. The obtained yellowish white emulsion showed good stability. The structure and properties of the coating was characterized by IR, contact angle and TG. The results showed that the hydrophobicity, water resistance and heat resistance of coating
was enhanced due to the introduction of Si O bond and the crosslinking of epoxy resin. Key Words : amino silane; epoxy resin; polyurethane emulsion; modification
0引言
由于有机硅的特殊结构和组成，使它具有表面张力低、耐候性、耐水性、热稳定性优良等优点。近年来，许多研究者都希望把有机硅氧烷和聚氮酯的优点结合起来，以提高水性聚氨酯的耐水性和耐热性，降低涂膜的表面张力。然而有机硅改性对改进涂膜的附着力、拉伸强度、硬度等性能作用不明显，这正是环氧树脂的优势。有机硅改性环氧-聚氨酯乳液能较好地结合有机硅、环氧树脂、聚氨酯各自的特性，从而提高涂膜的综合性能1-3)。
本实验以脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料，采用预聚体分散法合成聚合物，选用氨基硅烷偶联剂一-氨丙基三乙氧基硅烷和E-44环氧树脂对聚氨酯进行复合改性，制取有机硅改性环氧-聚氨酯(Si-EPU)乳液，并对乳液和涂膜性能进行综合评价。
1实验部分 1.1实验用原料
-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）：工业级，湖北江汉
化工公司；聚氧化丙烯二醇（PPG-1000）：工业级，江苏海安化工；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)：工业级，德国Bayer；二羟基甲基丙酸（DMPA）：工业级，瑞典Perstorp；环氧树脂（E-44)：工业级，巴陵石化;N-甲基吡略烷酮（NMP）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；丙酮：分析纯，广州化学试剂厂；三乙胺（TEA）：分析纯，广东汕头市西隆化工厂；乙二胺（EDA）：分析纯，长沙塑料化工厂；二丁基二月桂酸锡（DBTL）：分析
纯，上海上浦化工有限公司。 1.2合成工艺
将DMPA、IPDI、PPC-1000在真空干燥烘箱中进行干燥处理去除水分,将丙酮、N-甲基吡咯烷酮用无水CaCl,进行脱水处理。
在装有搅拌器、温度计、冷凝管的三口瓶中，按比例加人 IPDI、PPG和催化剂DBTL,充人N，保护,在80~85℃反应1h 左右，至一NCO含量达规定值后停止反应。加人落于NMP的亲水扩链剂DMPA以及EP，继续反应约4~5h，至确定的一NCO值后，再加人计量的KH-550反应1h，得到改性预聚体。将预聚物降温到35℃，加人计量TEA，快速搅拌中和。
作者篇介：易期(1971—），男，项士，高级实验师，主要从事水性树脂合成及其在涂料中的应用研究。 3