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PVB改性聚氨酯材料及其性能的研究

肖勇;邓新华;孙元;韩宇洋;岳海生

【摘要】采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)与封端后的聚氨酯(PU)预聚体进行扩链反应制

备新型PU膜,通过傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、动态热力学分析仪以及

电子拉力试验机等对所得的膜进行了表征.结果表明,新型PU膜的热稳定性提高、

抗变形能力提高、膜中游离甲苯二异氰酸酯(TDI)含量减少、毒性较小;新型PU膜

与聚酰胺纤维进行复合时的剥离强度提高,最高可以达到58.58N/2.5cm.

【期刊名称】《中国塑料》

【年(卷),期】2013(027)009

【总页数】5页(P32-36)

【关键词】聚氨酯;聚乙烯醇缩丁醛;热稳定性;抗变形能力

【作者】肖勇;邓新华;孙元;韩宇洋;岳海生

【作者单位】天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料

科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天

津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,

天津300387

【正文语种】中文

【中图分类】TQ323.8

0前言

PU是分子链中含有氨酯键（—NH—COO—）的一类聚合物的统称［1］。由于

其具有良好的耐磨性、耐腐蚀性及高弹性等优点［2］，在金属防腐、汽车涂装、

地板漆、织物涂层等方面得到了广泛的应用。

然而PU在热稳定性、抗形变能力以及环保等方面的性能还不够理想，限制了其在

很多领域的进一步应用，本项目组曾采用端胺基非异氰酸酯基PU预聚体与聚醚型

聚氨酯预聚体制备了嵌段共聚改性聚醚型PU膜，使PU的热稳定性、抗形变能力

有所提高，并减少了残留异氰酸酯基的含量。

在PVB改性PU方面已有一些人进行了尝试，谭正德等［3］以聚酯二元醇、TDI

和三羟甲基丙烷为原料，对PVB进行改性，合成出了单组分的三元接枝共聚水性

PVB改性PU胶黏剂，赵梓年等［4］利用浸没沉淀相转化法制备了PU／PVB／

SiO2共混杂化膜，然而对于PVB用于PU涂层的改性却鲜有人进行研究，本实验

室在PU涂层应用的过程中发现PU涂层与基布的结合牢度是限制PU涂层应用的

一个重要因素。考虑到PVB大分子上具有较多的可以与异氰酸根反应的活性羟基，

PVB与PU预聚体进行扩链反应，可以获得分子链上具有较多仲羟基的PU树脂，

该树脂与一些含有极性基团的聚合物材料表面具有较好的相容性和黏结性，可以获

得较高剥离强度的复合材料。本文通过调整封闭剂［5］、成膜温度、固化时间、

PVB相对分子质量以及配比值等工艺条件制备出新型PU膜，并且对该膜的结构

和性能进行了测试和分析。

1实验部分

1.1主要原料

PVB1，05－277，工业级，相对分子质量45000，营口天元化工研究所股份有限

公司；

PVB2，07－118，工业级，相对分子质量65000，营口天元化工研究所股份有限

公司；

PVB3，06－279，工业级，相对分子质量为110000，营口天元化工研究所股份

有限公司；

甲苯二异氰酸酯，工业级，深圳鑫隆化工销售有限公司；

聚四氢呋喃醚二醇，工业级，上海市华炜化工有限公司；

甲乙酮肟，分析纯，广州中兰鼎辉材料科技有限公司；

正己烷，分析纯，常州市耕耘化工有限公司；

聚酰胺纤维基布，绍兴县轻纺城千达针织品行。

1.2主要设备及仪器

电子万能力学试验机，DSS－500，日本岛津公司；

傅里叶红外光谱仪（FTIR），WQF－310，德国布鲁克公司；

热重分析仪（TG），STA409PC，德国耐驰公司；

动态力学分析仪（DMA），DMA242，德国耐驰公司；

智能电位滴定仪，808Tritrando，瑞士Metrohm公司。

1.3样品制备

聚醚型PU预聚体的合成：将150g聚四氢呋喃二醇加入到装有搅拌器、温度计和

氮气保护的三颈瓶中，控制在120℃脱水2.5h，降温至80℃，加入55gTDI，预

聚2h，制得聚醚型PU预聚体［6］，然后用正己烷萃取预聚体中未反应的游离

TDI，最后按参考文献［5］中方法用甲乙酮肟对预聚体进行封端处理；

将PVB溶解在丁酮和甲苯的混合溶剂中制成溶液，再将预聚体溶解在此混合溶剂

中制成预聚体溶液，按设计的