马来海松酸改性水性聚氨酯的制备及性能研究

第3 3卷第 3期2 0 1 3年 6月

林产化学与工业Ch e mi s t r y a n d I n d u s t y r o f Fo r e s t P r o d u c t s

Vo l _ 3 3 No . 3

J u n e 2 0 1 3

d o i: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 0 2 5 3— 2 4 1 7 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 7

马来海松酸改性水性聚氨酯的制备及性能研究刘鹤，徐徐，商士斌’( 1 .中国林业科学研究院林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产化学工程重点开放性实验室；江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京 2 1 0 0 4 2;

2 .中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京 1 0 0 0 9 1; 3 .南京林业大学化学工程学院，江苏南京 2 1 0 0 3 7 )摘要： 以马来海松酸聚酯多元醇 ( MA P P )、甲苯二异氰酸酯为原料采用丙酮法制备了马来海松酸改

性水性聚氨酯( MWP U)。在制备过程中，分别对 N C O/ O H物质的量比值 (值)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸 ( D MP A)的加

入量和 MA P P的加入量进行考察，研究各因素对马来海松酸改性水性聚氨酯乳液以及胶膜性能产生的影响，并对所得产品进行了拉伸强度、摆杆硬度、断裂伸长率、耐水性、耐热性等性能的表征。最终数据显示，当 R值为 1 . 3、 D MP A加入量为 5%、 M A P P的加入量为 3 0%时，制备的 MWP U拉伸强度为 2 3 . 2 MP a、摆杆硬度为 0 . 7、断裂伸长率为 5 6 9%、吸水率为1 4 . 2%、质量损失 5%时温度为 2 5 8 o C。

关键词： 马来海松酸；聚酯多元醇；水性聚氨酯；丙酮法中图分类号： T Q 3 5 1 文献标识码： A 文章编号： 0 2 5 3— 2 4 1 7 ( 2 0 1 3 ) 0 3— 0 0 3 8— 0 5

S y n t h e s i s a n d P r o p e r t i e s o f Wa t e r b o r n e P o l y u r e t h a n e Mo d i i f e d b y Ma l e o p i ma r i c Ac i dLI U He .XU Xu。 S HANG Sh i . bi n ,.

( 1 . I n s t i t u t e o f C

h e m i c a l I n d u s t r y o f F o r e s t y r P r o d u c t s, C A F; N a t i o n a l E n g i n e e r i n g L a b . f o r B i o ma s s C h e mi c a l U t i l i z a t i o n;Ke y a n d L a b . o f F o r e s t Ch e mi c a l E n g i n e e r i n g, S F A; Ke y ab L . o f B i o ma s s E n e r g y a n d Ma t e r i a l, J i a n g s u P r o v i n c e,

N a n j i n g 2 1 0 0 4 2, C h i n a; 2 . I n s t i t u t e o f N e w T e c h n o l o y g o f F o r e s t y, r C A F, B e i j i n g 1 0 0 0 9 1, C h i n a; 3 . C o l l e g e o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g, N a n j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y, N a n j i n g 2 1 0 0 3 7,C h i n a )Ab s t r a c t: Wa t e r b o r n e p o l y u r e t h a n e s mo d i f i e d b y m a l e o p i m a i r c a c i d( MWP U)w e r e p r e p a r e d f r o m m a l e o p i ma r i c a c i d p o l y e s t e r

p o l y o l s( MA P P )a n d t o l u e n e d i i s o c y a n a t e b y a c e t o n e m e t h o d .T h e e f f e c t s o f N C O/ O H v a l u e( R v a l u e ),D M P A a m o u n t a n dMAP P a mo u n t o n t h e p r o p e r t i e s o f MW P U e mu l s i o n s a n d MW P U i f l ms w e r e s t u d i e d r e s p e c t i v e l y .Th e p r o p e r t i e s o f t h e p r o d u c t s, s u c h a s t e n s i l e s t r e n g t h,p e n d u l u m h a

r d n e s s,e l o n g a t i o n a t b r e a k, wa t e r r e s i s t a n c e a n d h e a t r e s i s t a n c e,w e r e c h a r a c t e i r z e d .T h e c o mp r e h e n s i v e p r o p e ti r e s o f MWP U w e r e t e n s i l e s t r e n g t h 2 3 . 2 MP a,p e n d u l u m h a r d n e s s 0 . 7,e l o n g a t i o n a t b r e a k 5 6 9%,wa t e r bs a o r p t i o n 1 4. 2% a n d 5% we i g h t l o s s a t 2 5 8 o C o n c o n d i t i o n o f DMP A ma s s f r a c t i o n 5%,R v a l u e 1 . 3,a n d t h e a mo u n t o fMAPP 3 0% .

Ke y wo r d s:ma l e o p i ma r i c a c i d; p o l y e s t e r p o l y o l s; wa t e r b o ne r p o l y u r e t h a n e; a c e t o n e me t h o d

水性聚氨酯 ( WP U)是一种以水作为分散介质的聚氨酯体系…,它具备多种优点，如在柔韧性、耐疲

劳性和耐低温性上表现良好，同时与传统的溶剂型聚氨酯相比，它更加的节能环保和安全可靠，在使用上也更方便；但是一般的水性聚氨酯材料具有诸如耐水性差、耐热性不足等缺陷。为了提高水性聚氨酯材料的各项性能，使它的应用范围得以进一步扩大，学界对于水性聚氨酯材料的改性研究一直没有止步，并在近些年得到相当大的发展，其中尤为突出的是水性聚氨酯原料的改性研究，成为一个热点。

收稿日期： 2 0 1 2— 0 5— 2 2

基金项目：国家自然科学基金资助项目( 3 1 0 7 0 5 1 9 ) 作者简介：刘鹤( 1 9 8 1一),男，内蒙古通辽人，助理研究员，博士，主要从事生物质资源利用研究通讯作者：商士斌，研究员，博士，博士生导师，研究领域为生物质资源利用； E ma i l: s h a n g s b@1 6 3 . c o m。