Page 119 - 《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

含量逐渐增加，环氧树脂 E51 中的—OH 与聚氨酯中 联密度达到饱和，乳液中的苯环和羟基含量较多，使
的—NCO 发生反应，环氧树脂逐渐连接到聚氨酯的主 得 EPWPU 膜的脆性较大，EPWPU 复合材料的结构
链上，聚氨酯内部由线性结构逐渐转变为立体的网状 松散，这使得 EPWPU 复合材料的力学性能下降。所以，
空间结构，交联密度逐渐增大，使得 EPWPU 复合材 环氧树脂 E51 的最佳用量为 6%( 质量分数 )。
料的力学性能逐渐增强。继续加入环氧树脂 E51，交

表 2 EP 用量对 EPWPU 复合材料力学性能的影响
EP 用量 / %( 质量分数 ) 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 耐冲击性 /cm 附着力 / 级 铅笔硬度
0 7.356 333.9 70 2 2H
2 11.46 395.2 83 2 3H
4 14.08 473.6 91 1 3H
6 29.51 576.8 96 0 4H
8 26.13 437.1 84 2 3H
10 18.22 412.0 81 2 3H

2.4 对涂膜热稳定性的影响
图 2 为 WPU 和加入 6% EP 的 EPWPU 复合材料
的 T G 曲线。由图 2 可知，环氧树脂 E51 的加入提高
了聚氨酯的热分解温度，在失重率 T G =80% 时，WPU
和 EPWPU 对应的温度分别为 315 ℃和 332 ℃。这是
由于环氧树脂 E51 连接到聚氨酯的主链上，改变了聚
氨酯的空间结构，由原本的线性结构转变为空间网状
结构，交联密度也逐渐增大，这使得聚氨酯涂膜的热
稳定性得到了提高。

3 结论
图 2 WPU 和 EPWPU 的 TG 曲线
环氧树脂 E51 的加入提高了聚氨酯的交联密度，
涂膜的力学性能和热稳定性都得到了提升，乳液的稳 能研究 [J]. 聚氨酯工业，2019,34(01):34-37.
[2] 李佩鲜，刘晨曦，于晓燕，等 . 环氧树脂改性水性聚氨酯涂
定性也得到了提高，环氧树脂 E51 的最佳用量为 6%( 质
料的制备及性能研究 [J]. 胶体与聚合物，2020,38(03):120-
量分数 )。通过红外光谱分析证明了环氧树脂 E51 成 122.
功的连接到了聚氨酯的主链上，合成了 EPWPU 复合 [3] 李运成，赵丽 . 水性聚氨酯改性涂料的研究 [J]. 建材技术与应
用，2021(03):27-29.
材料。
[4] 贾育霖，邓云娇，李松松，等 . 环氧树脂改性水性聚氨酯的制
备与性能研究 [J]. 塑料工业，2020,48(04):42-47.
参考文献 ： [5] 张成彬，向平，刘波，等 . 环氧树脂 E-51 改性聚氨酯弹性体
[1] 郭恒义，刘岩，邓勇杰 . 环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及性 的制备与性能研究 [J]. 化工新型材料，2017,45(04):65-67.

Effect of adding epoxy resin on the performance of waterborne
polyurethane

Zhang Yanxiang, Kong Junjia*, Bu Yifu, Li Wantong, Guo Haojia, Luo Qirui
(Shenyang Institute of Science and Technology, Shenyang 110167, Liaoning, China)
Abstract: Using polypropylene glycol, isophorone diisocyanate, 2,2-dimethylolbutyric acid, epoxy resin
E51, etc. as the main raw materials, the epoxy resin modified polyurethane emulsion was prepared by the
acetone method. The effect of the amount of epoxy resin E51 on the storage stability, mechanical properties

2022 第 48 卷 ·63·
年