Page 117 - 《橡塑技术与装备》2022年1期

测试与分析 张延祥 等·环氧树脂的加入对水性聚氨酯性能的影响

环氧树脂的加入对水性聚氨酯

性能的影响

*
张延祥，孔俊嘉 ，卜义夫，李宛桐，郭昊佳，罗奇瑞
( 沈阳科技学院 化学工程系，辽宁 沈阳 110167)

摘要 ： 以聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、2，2- 二羟甲基丁酸、环氧树脂 E51 等为主要原料，通过丙酮法制备环氧树脂改
性聚氨酯乳液。探究了环氧树脂 E51 的用量对聚氨酯贮存稳定性、力学性能、热稳定性的影响。结果表明，环氧树脂 E51 的最佳
用量为 6%( 质量分数 )。通过傅里叶红外光谱分析证明了环氧树脂 E51 成功的连接到了聚氨酯的主链上。
关键词 ： 环氧树脂 ；聚氨酯 ；复合材料 ；交联密度
中图分类号 ： TQ174.5 文章编号 ： 1009-797X(2022)01-0061-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.01.013

水性聚氨酯（WPU）具有良好的机械性、相容性 三乙胺（TEA），分析纯，山东众强化工科技有限公司；
好等优点，被广泛应用于轻纺、涂料、胶黏剂等行业 [1] 。 乙二胺（EDA），分析纯，重庆同恩化工产品有限公司；
随着人们环保意识的增强，在这样的背景下环保型水 环氧树脂 E51，工业级，山东龙晟泽化工科技有限公司；
性聚氨酯得到了空前的发展。但是由于水性聚氨酯本 无水丙酮，分析纯，茂名市雄大化工有限公司；溴化钾，
身含有亲水基团 [2] ，导致本身交联密度较低，这导致 分析纯，潍坊优蓝化学有限公司。
了其力学性能、热稳定性等性能受到了影响。这使得 1.2 主要仪器
水性聚氨酯的改性成为了目前研究的热点。 力学测试仪，WY-10TA，苏州皖仪实验仪器有
环氧树脂（EP）具有高强度、高模量、稳定性好 限公司 ；附着力测定仪，QFZ-Ⅱ，四川思创倍科科技
等优点 [3] ，环氧树脂含有羟基、醚键、环氧基等活泼 有限公司 ；冲击强度测定仪，KCJ-50，乐清市禾木仪
基团，可以很好的与其他物质中的官能团反应生成稳 器仪表有限公司 ；铅笔硬度测试仪，ZJ-3086-1，河
定的化学键，尤其是环氧基的开环，可以形成稳定的 北耀阳仪器设备有限公司 ；烘干箱，YLBT，吴江市
交联结构 [4] 。环氧树脂由于本身含有羟基，可以直接 永联机械设备厂 ；分析天平，HZY-124，上海茂宏电
参与水性聚氨酯的合成反应 [5] 。本研究通过丙酮法制 子科技有限公司 ；傅里叶红外光谱仪，IRAffinity-1，
备环氧树脂改性水性聚氨酯（EPWPU）复合材料，实 惠州市华高仪器设备有限公司 ；热重分析仪，ATS-
现了对水性聚氨酯的改性。 TGA-01，无锡市金义博仪器科技有限公司；黏度测试
仪，NDJ-4，深圳市群隆仪器设备有限公司 ；磁力搅
1 实验部分 拌器，HJ-1，常州市金坛普瑞斯机械有限公司。
1.1 主要药品 1.3 环氧树脂聚氨酯复合材料的制备
聚丙二醇（PPG，M n =2 000），分析纯，湖北鑫 将 20.5 g 的 PPG 和 4.0 g 的 IPDI 加入到搭载有
润德化工有限公司 ；二月桂酸二丁基锡（DBTDL）， 球形冷凝管、温度计、分液漏斗、磁力搅拌器的三颈
分析纯，武汉克米克生物医药有限公司 ； 1，4- 丁二 烧瓶中，60 ℃下磁力搅拌 15 min。混合均匀后，通
醇（BDO），分析纯，扬州市斯雨扬农复合材料有限 过分液漏斗逐滴加入溶有少量 DMF 的 DMBA 溶液，
公司 ；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），分析纯，广东翁
江化学试剂有限公司； 2，2- 二羟甲基丁酸（DMBA）， 作者简介 ：张延祥（2002-），男，本科，主要从事新材料
分析纯，合肥缔邦纳米科技有限公司 ； N,N- 二甲基 研制方面工作研究。
* 通讯联系人
甲酰胺（DMF），分析纯，湖北玖丰隆化工有限公司 ；
收稿日期 ：2021-10-15

年
2022 第 48 卷 ·61·