水性聚氨酯是性能较为全面的一种材料,具有良好的物理机械性能,优异耐候性、弹性、耐低温性能以及软硬度可调节等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、织物整理、皮革、人造革涂饰及油墨等许多领域。但一般线性水性聚氨酯往往存在耐水性、耐溶剂性及某些机械性能较差的缺点。 交联是提高水性聚氨酯性能的有效方法,人们总是希望得到单组分包装、并具有贮存稳定性的在成膜过程中发生交联的水性聚氨酯分散体。利用酮羰基和酰肼基进行亲核反应脱水生成腙,从而使高分子发生交联。我们在总结前人工作的基础上合成了三种常温可交联的单组分包装的水性聚氨酯。 1.主链中含酮羰基的单组分室温可交联水性聚氨酯分散体的合成。 采用含有酮羰基的二羟基丙酮作为引入可交联官能团的物质,合成主链中含酮羰基的水性聚氨酯。 2.侧链含酮羰基的单组分室温可交联水性聚氨酯的合成。 利用双丙酮丙烯酰胺和二乙醇胺的Micheal加成反应,制备含酮羰基的二元醇作为引入酮羰基的物质,合成侧链含可交联合成的水性聚氨酯。 3.两端含酮羰基的单组分室温可交联水性聚氨酯的合成。 制备双丙酮丙烯酰胺和丙酸酯类单体低物聚,利用含羟基的巯基乙醇链作为转移剂与聚氨酯预聚体反应,合成端基可交联合成水性聚氨酯。 在上述三种水性聚氨酯乳化时加入小分子肼,利用酮肼反应得到结构不同的单组分常温自交联水性聚氨酯 本课题还研究了可交联官能团含量对所得乳液粒径、稳定性、耐水耐溶剂性、机械力学等性能的影响,提出了交联官能团所在的位置不同对产品性能的影响不同。通过傅立叶变换(FT-ATR)红外光谱表征聚氨酯高分子间的酮肼交联反应,通过动态力学(DMTA)分析、功率补偿式差示扫描量热(DSC)分析、热重分析(TGA)等分析手段研究酮肼交联对聚氨酯的微相分离、玻璃化转变温度及耐热性能的影响,揭示了交联结构与性能间的关系。为实际应用进行分子设计提供依据。