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水性聚氨酯皮革涂饰剂制备过程中消泡剂的选择与应用

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文章附图

水性聚氨酯皮革涂饰剂制备过程中消泡剂的选择与应用
   邓平1,程原1*,郭嘉昒2,孙付宇3
   (1.中北大学化工与环境学院,山西 太原 030051;2.四川科技职工大学,四川 成都 610101;3.中北大学材料科学与工程学院,山西 太原 030051)
   摘 要:皮革涂饰剂极易产生气泡,影响其涂饰性能。本文通过系列实验,筛选出适宜的消泡剂,并确定其最佳用量。
   关键词:水性聚氨酯;皮革涂饰剂;消泡剂
   中图分类号:TS 529.5 文献标识码:A 文章编号:1671-1602(2011)16-0025-04

   1前言
   水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯溶液或乳液,广泛用于轻纺、皮革加工、粘合剂、涂料等领域。
   水性聚氨酯是皮革涂饰剂的一大亮点,是一种既能满足安全、健康、环保要求又具有卓越应用性能的皮化材料,得到业内人士的高度重视和普遍接受[1]。在皮革加工中,经 WPU 处理后可使皮革有耐磨、耐寒、透气、耐老化、质地柔软以及美观等优点,使成革等级大大提高[2- 3]。近年来,随着皮革涂饰剂的大量应用,其存在的一些问题也逐步暴露出来,其中水性聚氨酯作为皮革涂饰剂使用时消泡难成为行业中的一大难点[4]。目前解决消泡的通用方法是使用时将水性聚氨酯的固含量稀释到20%或加大消泡剂的用量,但消泡效果并不理想,而且对成膜后的皮革表面造成了不良的影响。
   本文以聚醚、甲苯二异氰酸酯、1,4- 丁二醇、二羟甲基丙酸等为原料合成了中硬水性聚氨酯皮革涂饰剂,选择不同的消泡剂,并进行复配,寻找效果最佳且对胶膜影响最小的消泡剂。
   2 实验部分
   2.1主要原材料
   甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇、二羟甲基丙酸(D MPa)、1,4- 丁二醇(BDO)、丙酮、二甲基甲酰胺、三乙胺等均为国产工业品;消泡剂分别采用科莱恩、和氏璧、迪高、天津尚德信嘉有限公司、陕西泰和化工有限公司等公司的产品,种类有:1)聚醚改性聚硅氧烷溶液;2) 聚醚改性聚硅氧烷、疏水二氧化硅、表面活性剂;3)表面活性剂;4)矿物油、疏水二氧化硅、表面活性剂;5)有机聚合物、有机金属化合物五大类。
   2.2 水性聚氨酯的制备
   将聚醚组分在110 ℃、0.085MPa 的真空下脱水 1 h,降温到 50℃加入 TDI,在 80 ℃下合成预聚体,测定 NCO 含量达到或低于计算值,再加入DMPa 和 BDO,在85 ℃保温反应 2 h,期间必要时加入适量的丙酮降黏,测定 NCO 含量达到或低于计算值,并降温至40 ℃,加入三乙胺中和 30 min,并降 温 至 室 温 。 再 高 剪 切 乳 化15~30 min,得到含丙酮的乳液。加入消泡剂,在 30 ℃下减压抽除丙酮得到成品。
   2.3 消泡剂效果的测定
   考察消泡剂抑泡性能常用的方法有量筒法、高速搅拌法(分泡沫液位测定法和比重法)、循环法、鼓泡法、振动法。振动法:将试料加至试验罐中,按规定时间振动后测定密度。本文采用振动法和泡沫液位法测定消泡剂的消泡效果。
   泡沫液位测定法:在具有 1mL分刻度的 200 mL 圆形烧瓶中加入 100 mL 水性聚氨酯分散体,添加等量的各种消泡剂,高速搅拌,时间为150 s,转速为 3000r/min,5 min 后观察记录泡沫高度

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