水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征.pdfVIP

聚 氨 酯 工 业 2002年第17．卷第3期 · 28· POIJⅥJREIHANE USTRY 2o02．V0J．17 No．3 水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征* 王正辉 萧翼之 (广州大学化学系 510405) 摘 要：由己二酸、己二醇和苯二甲酸磺酸钠缩聚，制得相对分子质量 1825的聚酯多元醇。将自 制的聚酯多元醇与异佛二酮二异氰酸酯以及二羟甲基丙酸等单体在无有机溶剂的情况下进行预 聚，最后将预聚体直接分散于水中，再经乙二胺扩链，制得高相对分子质量、高结晶性的水基聚氨 酯。用红外光谱、核磁共振氢谱、示差扫描量热以及宽角X射线衍射等手段对聚酯多元醇和聚氨酯 进行了表征。 关键词：聚酯多元醇；水性聚氨酯；无溶剂 由于溶剂的价格上涨和有机挥发物(VOCs)的 分析纯；乙二胺，分析纯，广东西陇化工厂；二月桂酸 限制排放，使得粘合剂和涂料的水性化己成为该类 二丁基锡，分析纯，北京化工三厂；二次蒸馏水，自 产品发展的要求和必然趋势。作为涂料和粘合剂的 制。 聚氨酯产品，目前国内大部分是溶剂型的，即产品中 1．2 羟值测定 含有80％以上的有毒有害如苯、甲苯及丙酮之类的 聚酯多元醇的羟值测定方法及相对分子质量的 有机溶剂，在产品的使用过程中这些溶剂将全部影 计算[6l。 响施工作业环境，直接危害作业人员健康和污染大 1．3 仪器和表征条件 气环境。国外Duan J和Bontinck[ J等人在聚氨酯的 Nicolet 205 Frill红外光谱仪记录聚合物的红外 水性化方面有许多报道。在国内有大量水性聚氨酯 光谱(VrIR)，聚合物薄膜测定；JEOL FX一90Q核磁共 的研究工作，不过在某些水性聚氨酯的制备过程中 振仪记录1H NMR谱，氘代氯仿作溶剂；Water-244一 使用了大量的有机溶剂 ，4J，最后通过减压蒸出的 GPC凝胶渗透色谱仪(GPC)测定数均分子量和重均 方法除去，这样做在实验室是可行，若要工业化，有 分子量，四氢呋喃作溶剂，标准聚苯乙烯作参比； 机溶剂的脱除和回收在技术上是复杂的，在经济上 DSC一7C示差扫描量热仪(DSC)，升温速率10~C／rain， 是昂贵的。本研究用自制含磺酸基的聚酯多元醇和 记录聚氨酯的DSC曲线；理光D／MAX一3A X射线衍 多异氰酸酯，在无有机溶剂的情况下的水基聚氨酯 射仪，扫描角度5～40。，记录聚氨酯的宽角x射线衍 的制备及聚合物的表征。 射谱。 1．4 聚酯多元醇的制备 1 实验 先将49．38 g己二醇和5．00 g苯二甲酸磺酸钠 1．1 主要原料 装入装有回流冷凝管、温度计、搅拌器和氮气(N2)入 苯二甲酸磺酸钠(纯度95％)，Aldrich化学公 口的500 mL四颈反应瓶，在N2保护下升温，待己二 司；己二酸(纯度99％)，己二醇(纯度97％)，异佛 醇大部分熔化后开始搅拌，当温度达到210~C，恒温 尔酮二异氰酸酯(IPDI，纯度 97％)，丁二醇(纯度 回流30 min，然后降温至70~C，随即加入45．63 g己 98％)，均为Fluka化学品公司产品；二羟甲基丙酸 二酸和2滴二月桂酸二丁基锡，再装分水器于反应 (纯度99％)，美国Acros Organi