表面性能良好的聚氨酯树脂涂层制备
李广栋 1 ，匡少平 2(1． 青岛科技大学 化学与分子工程学院，山东 青岛 266042;2 青岛科技大学 环境与安全工程学院，山东 青岛
266042)
摘要: 制备了具有良好表面性能的一液型聚氨酯树脂涂层，确定较佳工艺条件如下:选择 AA －1，4 － BG 型和 AA － EG 型组合聚酯多元
醇;其质量比为40:60 时;自制耐光老化剂 LCQ －3116 质量分数为树脂固含量5%，光稳定剂 HW －428 质量分数为树脂固含量0． 4%，可以达到耐光性设计要求;表面改良剂 SAN(苯乙烯 － 丙烯腈聚合物)使用量为树脂固含量 15%;DBP(邻苯二甲酸二丁酯)使用量为树脂
固含量 5%;硅油使用量为树脂固含量 0． 5%时能够达到树脂表面性能要求。
关键词: 表面性能 ; 聚氨酯 ; 光稳定剂 ;摩擦系数
中图分类号: TQ323． 8 文献标识码: A 文章编号:1008 －021X(2017)12 －0027 －02
随着社会和科技的发展，尤其时尚产业，服装箱包等所用 人造革既要求有绚丽多彩的外观，更要求有美观大方，可以大 胆展现多种风格，尽显个性化的压花 ［1 －2］ 。这就迫切需要符合 这些优良性能的人造革产品 ［3］ ，而这些都由聚氨酯树脂表面涂 层来呈现 ［4］ ，所以研制适合工业化大批量生产的颜料相溶性好 的 ［5］ ，表面滑性优良 ［6］ ，可以实现表面压花处理的聚氨酯树脂 涂层产品迫在眉睫。
1 实验部分
1． 1 原料选择
聚酯多元醇:AA －1，4 － BG 型 CMA －44，Mn =2000;AA － EG 型 CMA － 24，Mn = 2000;异氰酸酯:MDI(烟台万华)，TDI (巨力化学);溶剂:DMF，丁酮;助剂: BHT，防粘剂，SAN(苯乙 烯 － 丙烯腈共聚物)，DBP(邻苯二甲酸二丁酯)，硅油，LCQ － 3116，HW －428。
1． 2 实验方法
室温下，向三口烧瓶中，投入一定比例的聚酯多元醇 CMA －24 和 CMA －44;MDI，TDI －80;溶剂 DMF 和 MEK;初期固含 量 45%，N 2 保护下 90 ～95℃下反应 2h，经过 3 －5 次稀释，当达 到 30% 固含量和所需粘度时，用少量甲醇进行封端后，加入 BHT，SAN 填充料，滑性剂，自制耐光老化剂 LCQ3116 和光稳定 剂 HW －428 后，搅拌均匀得产物。
2 结果分析和讨论
2． 1 聚酯多元醇对树脂耐加水分解性的影响
如图 1 所示，随着 AA － 1，4 － BG 型聚酯多元醇质量比例 的增加，聚氨酯树脂的力学性能拉伸强度随着上升;在质量比 为超过 50:50 时，拉伸强度变化随着降低。根据设计要求，70℃ 下 95%相对湿度条件下，抗张力要求高于 300kg/cm 2 ，即拉伸强 度 σ 为 29． 4MPa，选择聚酯多元醇 AA － 1，4BG 型质量比为 40%以上。
2． 2 组合耐光老化剂对树脂耐光性的影响
将自制耐光老化剂 LCQ －3116 按照经验最高值 10% 添加 到树脂中，分别将耐光稳定剂 HW － 428，紫外线吸收剂 UV － 113 和 UV －580 搭配自制耐光稳定剂添加到树脂中，测试其耐 光性，其中 LCQ －3116 保持其添加量为树脂固含量1%不变，其 余添加量均为 0． 1%，光老化 40h 后对拉伸强度进行测试，结果 表明 HW －428 + LCQ －3116 组合效果较好。选择此组合，分别 提高光稳定剂 HW －428 和自制耐光老化剂 LCQ －3116 的添加 量，测试紫外光照 60h 后拉伸强度。其中拉伸强度 σ(MPa) = 抗张力 ×9． 8N/kg ×10 －2 。
如图2HW －428 添加量为树脂固含量 0． 4%以上;且 LCQ － 3116 添加量为树脂固含量5%以上时，树脂紫外光老化后的拉伸 强度可以达≥35． 2MPa，达到树脂设计目标要求:紫外光老化后 拉伸强度可以保持34．3MPa 以上，即抗张力≥350 kg/cm 2 。出于 成本和表面性能两方面考虑，选择 HW －428 添加量为树脂固含 量质量分数0．4%，且 LCQ －3116 添加量为树脂固含量5%。
2． 5 滑性剂添加量对树脂表面性能的影响
如图 3 所示随着硅油质量分数的提高，树脂薄膜摩擦系数 越来越小;硅油质量分数一定时，随着 DBP(邻苯二甲酸二丁 酯)质量分数的提高，树脂薄膜摩擦系数先越来越小，后趋于平 稳。按照设计要求当摩擦系数≤0． 20 时，达到手感顺滑要求， 故选择 SAN(苯乙烯 － 丙烯腈聚合物)质量分数为15%;DBP 质 量分数 5%;硅油质量分数 0． 5%。
2． 6 溶剂选择
聚氨酯树脂在制备过程中溶剂的选择非常重要，对聚氨酯 树脂的干燥性和挥发时间等影响很大，进而影响树脂表面性能 和在生产中的作业性，所以选择溶剂不仅需要考虑干燥性 (120℃挥发时间/s)，还要考虑树脂体系稳定性。
如图 4 所示，随着 MEK 质量分数的提高，挥发时间越来越 低，但是当 MEK 质量分数超过 60% 时，溶液出现析出物，不稳 定，故选择 MEK 质量分数为 50%。
3 结论
本实验制备了具有良好表面性能的一液型聚氨酯树脂涂 层，结果表明使用分子量为2000 的 AA －1，4 － BG 型和 AA － EG 型聚酯多元醇，其质量比为40:60 时，耐加水分解性、耐屈折性达 到较佳;当 LCQ －3116 为树脂总固体质量 5% 时，光稳定剂 HW －428 为树脂总固体质量 0． 4% 时，达到耐光性要求;当 SAN 为 树脂总固体质量15%;DBP 使用量为树脂总固体质量 5%;硅油 使用量为树脂固体质量0．5%时能够达到树脂表面性能要求。
参考文献
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