聚硅氧烷改性聚氨酯涂层的吸声性能
改性聚硅氧烷／聚氨酯弹性体的阻尼性能研究
氨
酯
工
业
２１ 年第 ２ ０１ ６卷 第 ３期
２ １ ． １２ ． ０ １ Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３
ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
改 性 聚 硅 氧 烷 ／ 氨 酯 弹 性 体 的 阻 尼 性 能 研 究 聚
王 威 蒋笃 孝 张 卫
（． １ 暨南 大学化 学 系 广 州 ５０ ３ ） ２ 暨南 大学 土木 工程 系 广 州 ５０ ３ ） １６ ２ （ ． １６ ２
大茂 化学试 剂厂 ； ４二 异 氰 酸 甲苯 酯 （ Ｄ ） 工 业 ２，． ＴＩ，
级， 天津市 福晨化 学 试剂 厂 ； 月 桂 酸二 丁 基锡 （ ． 二 Ｔ １ ） 分 析 纯 ， 京 正 恒 化 工 公 司 ； 硅 酸 乙 酯 ２ ， 北 正
通讯联系人 ： 蒋笃 孝 ， 主要从事功能高分子材料研究 ； 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０ ７０ ９ 。 １８ ２ ７ ）
量 比为 ６ ４ ０： ０时 ， 低频 （ 动频 率．＝１～１ ｚ 下材 料 的 阻尼 因子 最大值 （ａ８ ） ０ ７ 。 用扫 振 厂 ＯＨ ） ｔ 为 ．２ ｎ 描 电镜 （ Ｅ 对材料 微观 结构 的观 察显 示 ， Ｓ Ｍ） 分散 相 与连 续相 的结合 程 度 即互 穿程 度对 材料 阻尼性
质量 的 聚 乙 二 醇 （ Ｅ 和 ２ ４ 甲苯 二 异 氰 酸 酯 Ｐ Ｇ） ，．
地震 、 暴风等都会对人类的身心健康 、 生产生活造成
巨大 的危 害 ， 因此 借 助 阻尼 材 料 来 减 振 降噪 具 有 十
分重 要 的意 义 ¨ 。选 用 适 当的 组 分 ， 过控 制 组 通 分 间 的相互作 用 、 相畴 尺寸 ， 成 半相 容材 料的互 合 穿 网络 （Ｐ 技 术 能使 材 料 达 到 宽 温 域 、 阻 尼 的 ＩＮ） 高
聚氨酯高效吸声材料的制备
第3期张晓谦，等:聚氨酯高效吸声材料的制备-1-i科研与开发f聚氨酯高效吸声材料的制备张晓谦田达*'2，鲁琳琳*'2，陈琦*'2，邢文国*'2，冯维春*'2*(1.山东兴强化工产业技术研究院有限公司,山东东营257091；2.青岛科技大学山东化工研究院，山东济南250014)摘要:针对噪声污染难题，选择聚氨酯多孔材料为突破点，开展了植物油酸基聚酯多元醇、聚氨酯泡孔结构和吸声性能的研究，通过调控醇酸配比、催化剂用量以及聚合温度，制备出相对分子质量1000〜3000的聚酯多元醇，其酸值1rngKOH/g,径值50-60mgKOH/g,开发吸声降噪聚氨酯多孔材料关键技术，制备了高效聚氨酯多孔材料,孔径在600-800pm范围，开孔率皆$85%；高频吸声系数$0.95，中低频吸声系数$0.65,解决了目前国内外开发的多孔吸声材料中低频吸声效果差的难题’关键词:吸声材料;聚氨酯;制备;多孔中图分类号:TQ323.8文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)03-0001-02Preparation of Polyurethane Efficient Sound Absorbing MaterialZhang Xiaoqian1，1,Tian,Da1，1,Lu Linlin1，2,Chen Q'，,X'g Wenguo1,2,Feng Weichun1,2#(1.Shandong Xingqiang Chemical Industry Technology Research I nstitute Co.,Ltd.,Dongying257091,China；2.Qingdao University of Scienca&Technology,Chemical Technology Academy of Shandong,Jinan250014,China)Abstract:In thia papes,based on the problem of noise pollution,the choice of polyurethane porous material as the breakthrough poini,extensive veeetablo oleic acid polyester polyol,polyurethane cell structure and sound absorption performance of the study, by adjusting the alkyd ratio,the amount of catalyst and polymerization temperature,Moleculao weighh of1000to3000polyester polyolo,the aciC value of1mgKOH/g,hydroxyI value of50〜60mgKOH/g,the development of noise absorption polyurethane porous materiaO key technology te prepare high-performancc polyurethane porous materiaO,pore size in the range of600〜800 pm,The aperture rate is$85%；high-frequency sound absorption coefficient$0.95,the low-frequency sound absorption coefficient$0.65；te solve the current development of porous sound-absorbing material in the low-frequency sound absorption erect of pooe problems.Key wordt:sound absorbing materialo；polyurethane；preparation；对环境污染的投诉中约有50%来自对噪声干扰的投诉,噪声控制一直是各国政府和科技工作者研究的重要问题,吸音降噪材料成为国内外研究的热点课题。
聚氨酯发泡涂层织物的制备及其隔音性能
第31卷㊀第3期2023年5月现代纺织技术Advanced Textile TechnologyVol.31,No.3May.2023DOI :10.19398∕j.att.202210020聚氨酯发泡涂层织物的制备及其隔音性能宋瑶瑶1,李㊀栋1,徐田文1,王成龙2,郑今欢2,叶㊀挺1(1.浙江亦阳新材料有限公司,浙江海宁㊀314400;2.浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院),杭州㊀310018)㊀㊀摘㊀要:为了开发出一款具有隔音降噪多功能的墙布面料,采用浸轧工艺对经编涤纶织物进行防水整理,使其获得一定疏水性;通过聚氨酯(PU)发泡涂层对防水基布进行功能性整理㊂探究了不同制备工艺参数对涂层织物的涂层剥离牢度以及隔音性能的影响,也分析了PU 发泡涂层织物作为墙布面料的应用优势㊂结果表明:当涂层浆料配方PU 用量为100g,云母粉为30g,热膨胀微球为2g 时,采用焙烘温度为170ħ,焙烘时间为60s,刀距为0.58mm,制备得到的PU 发泡涂层织物的涂层剥离牢度为17N,平均隔音量可达26dB,涂层剥离牢度及隔音性能达到综合最佳,该类防水隔音降噪多功能涂层织物在墙布市场具有广阔的应用前景㊂关键词:聚氨酯;发泡涂层;墙布;隔音性能;剥离牢度中图分类号:TB34㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1009-265X(2023)03-0194-09收稿日期:20221012㊀网络出版日期:20221215基金项目:海宁市科技项目(2020016)作者简介:宋瑶瑶(1993 ),女,安徽池州人,硕士研究生,主要从事水性纺织涂层方面的研究㊂通信作者:叶挺,E-mail:yeting@㊀㊀随着社会的经济发展,人们对生活质量的要求越来越高,环保㊁健康的生活理念日渐深入人心㊂在家居软装行业,消费者追求的不仅仅是视觉上的美感,也关注居住环境的绿色健康[1]㊂墙面装饰作为家居软装行业的一个重要领域,其不仅可以提升居住环境视觉美感,而且功能性的加入可以进一步提升居住环境的绿色健康㊂与传统的墙纸相比,墙布可实现无缝拼接提升墙面整体性和美观度,同时,在生产过程中,通过染整加工手段可以赋予其不同的功能㊂因此,墙布逐渐受到了消费者的关注[2]㊂目前,国内市场上的墙布基本为无缝墙布,即一面墙一块布, 墙布代替墙纸,仿佛真正给墙穿上一件衣服 [3]㊂另外,墙布市场中,墙布的花纹设计多种多样,但是功能性墙布比较单一,大部分墙布仅通过三防整理赋予其一定的基础功能;另一方面,为了进一步增加墙布与墙的贴合牢度,通常会复合一层无纺布,无纺布粗糙的表面与墙体贴合更加紧密,贴墙牢度更高,但复合无纺布使其墙布制备工艺更加繁琐㊂整体而言,墙布市场中墙布用面料功能相对单一,且制备工艺较为繁琐,因此很有必要开发出一种多功能易贴效果的墙布㊂纺织材料的多功能性一般通过涂层整理实现㊂其中,聚氨酯(PU)涂层具有抗张强度高㊁弹性好和两亲性等优点,是一种高品质的涂层材料[4-5]㊂PU 涂层一般可分为溶剂型和水性型,其中,溶剂型PU 已广泛应用于各行业领域,但由于溶剂具有易挥发㊁易燃㊁易爆等问题,且在生产过程和使用过程中会对环境造成一定的污染性,也会危害到人们的身体健康[6]㊂因此,科研工作者们对水性PU 领域的研究与应用投入越来越多㊂另一方面,涂层加工是纺织品后整理技术的一种,即在织物表面均匀涂覆一层能形成薄膜的高分子化合物,以达到改变织物的性能和风格㊁提高纺织品附加值的目的[7]㊂其中,泡沫涂层作为涂层工艺的一种,其使用物理发泡技术,在涂层织物中应用也比较广泛[8]㊂比如,软质泡沫体用作车辆㊁居室㊁服装的衬垫,硬质泡沫体用作隔热㊁吸音㊁包装㊁绝缘以及低发泡合成木材等,所以对织物进行发泡涂层整理使其获得较为松软的结构,提高其隔音性能具有一定可行性㊂在涂层整理过程中,引入功能性粒子是赋予涂层材料性能的主要方法之一㊂热膨胀微球(TEMS)作为一种功能性粒子,具有以热塑性树脂为外壳㊁且在其内部封入有发泡剂的结构,一般被称作热膨胀性微囊,热膨胀微球的引入可以使得织物的涂层更加松软㊂其中,膨胀原理是当微球受热,达到构成壳体的热可塑性高分子材料的玻璃化温度,壳体就会软化,具有了可塑性㊂TEMS的结构和高温受热膨胀原理如图1所示,由于微球内的低沸点芯材受热产生压强,从而引起微球外壳的膨胀[9]㊂图1㊀热膨胀微球膨胀原理示意Fig.1㊀Schematic diagram of the expansion principle of thermal expansion microspheres㊀㊀本文将通过发泡涂层工艺对经编涤纶织物进行功能性整理,探究不同工艺参数(刀距㊁填料种类㊁是否加入热膨胀微球)对涂层织物表面风格及隔音性能的影响,并制备出具有隔音降噪等多功能性面料应用于墙布领域中㊂1㊀实㊀验1.1㊀试剂与仪器实验材料:187g∕m2经编涤纶面料(浙江亦阳新材料有限公司),水性聚氨酯乳液(工业级,万华化学集团股份有限公司),稳泡剂(工业级,浙江传化化学集团有限公司),发泡剂(工业级,浙江传化化学集团有限公司),热膨胀微球(工业级,浙江舜泰橡塑科技有限公司),碳六含氟防水剂TF-5501(工业级,浙江传化化学集团有限公司)㊂实验仪器:DHG-9140A电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司),Y(B)813织物沾水度仪(温州市大荣纺织仪器有限公司),P-AI立式小轧车(杭州三锦仪器设备有限公司),WDW-10C织物强力机(上海华龙测试仪器有限公司),R-3定型烘干机(宁波纺织仪器厂),SL200A光学法接触角仪(上海梭伦信息科技有限公司)㊂1.2㊀实验方法1.2.1㊀经编涤纶织物的防水整理基布选择:187g∕m2经编涤纶织物为基布,对其进行防水整理㊂防水助剂一浸一轧整理:防水整理液配方为碳六含氟防水剂TF-5501,质量分数为5%,采用一浸一轧整理工艺,浸轧带液率70%,对经编涤纶织物㊃591㊃第3期宋瑶瑶等:聚氨酯发泡涂层织物的制备及其隔音性能进行浸轧处理㊂焙烘:焙烘温度170ħ,焙烘时间120s,获得具有疏水性表面的经编涤纶织物,备用㊂1.2.2㊀PU发泡涂层织物的制备工艺流程PU发泡涂层织物制备的工艺流程如图2所示㊂图2㊀PU发泡涂层织物制备的工艺流程Fig.2㊀Preparation process of PU foamed coated fabric 1.2.3㊀PU发泡涂层浆料的制备分别称取水性PU乳液100g㊁稳泡剂8g㊁交联剂1g㊁热膨胀微球2g㊁炭黑色浆0.2g㊁填料(云母粉㊁铝粉㊁高岭土)30g,将其混合搅拌均匀,制备得到灰色浆料后,控制黏度在5000~6000mPa㊃s,投入发泡机中进行发泡,发泡机参数设定为泡沫密度400~600g∕L,获得PU发泡涂层浆,备用㊂1.2.4㊀PU发泡涂层织物的制备将上述步骤中发泡完成的稳定发泡涂层浆均匀刮涂在经编涤纶织物(非平整面)表面,刮涂量为160~190g∕m2,然后在90ħ下预烘60s,随后在170ħ下焙烘60s,得到不同工艺参数(刀距㊁填料种类㊁是否加入热膨胀微球)下制备的发泡涂层织物面料㊂1.3㊀测试与表征1.3.1㊀防水等级测试方法按照GB∕T4745 2012‘纺织品防水性能的检测和评价沾水法“进行测试㊂将试样安装在环形夹持器上,保持夹持器与水平成45ʎ,试样中心位置距喷嘴下方一定的距离㊂用一定量的蒸馏水或去离子水喷淋试样㊂喷淋后,通过试样外观与沾水现象描述及图片的比较,确定织物的沾水等级,并以此评价织物的防水性能[10]㊂1.3.2㊀扫描电镜表征扫描电子显微镜(SEM)用于观测织物表面形貌㊂采用德国Uitra55热场发射扫描电子显微镜观察不同工艺参数下制备的涂层织物表面形貌变化,电镜表征前对试样进行镀金处理,扫描电压为3kV㊂1.3.3㊀傅里叶变换红外光谱分析傅里叶变换红外光谱用于表征膜含有的化学基团㊂采用美国Nicolet公司的傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR,57000)对不同工艺参数下制备的涂层织物进行红外光谱分析㊂溴化钾压片法,光谱分辨率为4cm-1,扫描范围为450~4000cm-1,扫描频率为64次㊂1.3.4㊀水接触角测试用SL200A光学法接触角测试仪器测定织物与水的接触角㊂取大小适宜的织物,测量时每个水滴的体积为10μL,测量得到水滴在织物上的接触角㊂一般要求整个操作过程在1min内完成㊂每个样品取3个不同的点测量,取其平均值为织物表面的接触角[11]㊂1.3.5㊀剥离牢度测试按照FZ∕T60011 2016‘复合织物剥离强力试验方法“进行测试㊂在规定条件下,以恒定速度将试样复合部分的两层材料剥离一段长度,记录试样剥离过程中的剥离曲线,以此计算试样的剥离强力㊂1.3.6㊀隔音性能测试采用丹麦BRUEL&KJAER公司生产的型号为7758的四麦克风驻波管,对复合材料的隔音性能进行测试,测试频率为80~1600Hz,测试温度为室温,样品尺寸为直径100mm的圆㊂2㊀结果与讨论2.1㊀TEMS对PU发泡涂层织物隔音性能的影响2.1.1㊀SEM分析为了分析TEMS在PU发泡涂层中的作用,对其膨胀前后进行表面形貌分析,结果如图3所示, TEMS高温加热前的颗粒形状大小不一,体积大小相差较大,直径约在10~50μm,TEMS表面有凹槽㊂经过高温膨胀后,TEMS体积变大,这是因为当加热时,TEMS具有特殊的热塑性空心聚合物受热,使得壳内气体压力增加并且热塑性外壳软化,从而使膨胀微球体积显著增加,约为原来体积的几十倍㊂也使得经编涤纶织物在经过发泡涂层整理后具有比较松软且较厚的涂层表面,从而进一步赋予了经编涤纶织物一定的隔音性能㊂㊃691㊃现代纺织技术第31卷㊀㊀㊀㊀㊀图3㊀TEMS 膨胀前后的表面形貌Fig.3㊀Surface morphology of TEMS before and after expansion2.1.2㊀FT-IR 分析TEMS 对PU 发泡结构的影响如图4所示,对于TEMS,1124cm -1处是由于C O 的伸缩振动,1209cm-1处的吸收峰为C O C 的伸缩振动,以及2954cm -1处的吸收峰是由于甲基和次甲基的伸缩振动,这些特征峰都是聚甲基丙烯酸酯的特征峰㊂另外,在2242cm -1处的吸收峰是归因于 CN 的伸缩振动㊂由此可以判断,TEMS 的加入,并没有产生新的化学键,未破坏PU 发泡涂层体系,这也是物理发泡的特征所在㊂TEMS 的加入未使得PU 发泡涂层发生化学变化,破坏分子结构㊂且在经过高温烘燥工艺发生膨胀后,赋予涂层一种松软粗糙的表面风格,不仅可以提高该涂层织物的隔音性能,粗糙的表面风格也适用于墙布面料,使用过程中可以增加与墙体之间粘贴㊂图4㊀不同涂层织物的红外分析Fig.4㊀Infrared analysis of different coated fabrics2.2㊀刀距对PU 发泡涂层织物隔音性能的影响利用控制变量法,填料选用云母粉㊁加入TEMS,设置不同刀距(涂层厚度)制备PU 发泡涂层织物进行测试分析对比㊂2.2.1㊀SEM 分析为了探究不同刀距对PU 发泡涂层织物的性能影响,分别以刀距0.48㊁0.58㊁0.78mm 进行制样对比㊂其表面形貌如图5所示,当刀距为0.48mm 时,PU 涂层织物表面的TEMS 出现破裂,这是因为刀距越小,涂层厚度越薄,使得TEMS 较多地暴露在表面,所以在高温烘燥的过程中,容易过度膨胀导致破裂㊂刀距增大至0.58mm 时,涂层表面的TEMS 状态比较好,膨胀体积较为接近㊂当刀距进一步增大至0.78mm 时,TEMS 的膨胀体积差异较大,这是因为刀距越大,发泡涂层越厚,TEMS 较多地分布在涂层内部,所以在烘燥过程中,容易受热不均匀,导致TEMS 的体积大小不一㊂进一步对不同刀距下的PU 发泡涂层织物的截面形貌进行分析,结果如图6所示㊂从图6中可以看出,刀距越大,发泡涂层厚度越厚㊂此外,从PU 发泡涂层织物的截面形貌也能表明,刀距为0.48mm 时,TEMS 更多的是暴露在涂层表面,且较多的处于过膨胀状态;刀距增大到0.58mm 时,TEMS 有的分布在涂层表面,有的分布在发泡涂层孔洞中,其大小比较均一,使得发泡涂层织物结构更加松软空隙多;当刀距增至0.78mm 时,TEMS 体积较小地分布在发泡涂层的孔洞中,使得发泡涂层的空隙变小,所以发泡涂层工艺中,最佳刀距为0.58mm㊂㊃791㊃第3期宋瑶瑶等:聚氨酯发泡涂层织物的制备及其隔音性能图5㊀不同刀距涂层织物的表面形貌Fig.5㊀Surface morphology of coated fabrics with different knifedistances图6㊀不同刀距涂层织物的截面形貌Fig.6㊀Section shapes of coated fabrics with different knife distances2.2.2㊀FT-IR 分析本实验采用的PU 主要是异氰酸酯类,不同刀距下PU 发泡涂层织物的红外测试图谱如图7所示㊂图7中在2242cm -1处的吸收峰归因于 CN 的伸缩振动,而在1078cm -1和1024cm -1的吸收峰主要归因于Si O Si 的伸缩振动,这是由于填料云母粉的存在表现出的特征峰㊂2.2.3㊀剥离牢度分析为了探究涂层工艺中不同刀距对PU 发泡涂层织物涂层剥离牢度的影响,对其不同刀距下制备所得的发泡涂层织物进行剥离牢度测试,测试结果如图8所示㊂从图8中可以发现,随着刀距的增大,涂层剥离牢度大小逐渐降低,这是因为刀距越大,发泡涂层越厚,发泡涂层与基布纤维之间的抓取力越小,另外,涂层越厚,在烘燥过程中,发泡涂层表面水分较快蒸发,但涂层中间的泡沫不易干燥,导致涂层本身容易开裂,测试时容易从中间断开,导致发泡涂层牢度下降㊂图7㊀不同刀距下涂层织物的红外测试图谱Fig.7㊀Infrared spectrum of coated fabrics withdifferent knife distances㊀图8㊀不同刀距下织物涂层剥离牢度测试Fig.8㊀Test of the peel fastness of fabric coatingunder different knife distances㊃891㊃现代纺织技术第31卷2.2.4㊀隔音性能分析为了探究不同刀距对PU 发泡涂层织物隔音性能的影响,对比了不同刀距下制备所得的PU 发泡涂层织物的隔音量大小,测试结果如图9所示㊂研究结果表明,不同刀距直接影响着发泡涂层厚度,使其隔音性能不同㊂刀距为0.48㊁0.58㊁0.78mm 下对应的的平均隔音量分别为20㊁26㊁34dB㊂其中,刀距越大,发泡涂层厚度越厚,隔音量越大,涂层织物隔音性能越好,这是因为涂层厚度越厚,阻尼填料越多,另一方面,涂层厚度越大,声音传播途径越长,产生的损耗也越大,所以隔音量越大㊂但是发泡涂层过厚,发泡涂层织物在烘燥过程中,发泡涂层表面容易产生裂缝,在实际生产过程中很难调控㊂综上所述,选择刀距为0.58mm㊂2.3㊀填料种类对PU 发泡涂层织物隔音性能的影响㊀㊀利用控制变量法,刀距0.58mm㊁加入TEMS,设置不同填料:云母粉㊁铝粉㊁高岭土条件下制备PU发泡涂层织物进行测试分析对比㊂2.3.1㊀SEM 分析图10是3种不同填料下制备所得PU 发泡涂层织物的表面形貌图,图10(a)㊁图10(b)㊁图10(c)分别是加入云母粉㊁铝粉以及高岭土作为填料时的涂层表面形貌图㊂对比可知,加入云母粉时,发泡涂层表面孔隙较多,泡孔较大,TEMS 分布在孔隙中以及孔隙表面,使得织物获得一种松软且具有较大的比表面积的涂层膜㊂这是因为云母粉具有比较特殊的层状结构,可以很好地分散在发泡涂层中㊂这也是最终得到的PU 发泡涂层织物具有较好的隔音性能的原因之一㊂图9㊀不同刀距下涂层织物平均隔音测试Fig.9㊀Average sound insulation test of coatedfabrics with different knifedistances图10㊀不同填料涂层织物的表面形貌Fig.10㊀Surface morphology of coated fabrics with different fillers2.3.2㊀FT-IR 分析为了分析不同填料对PU 发泡涂层织物结构的影响,3种不同填料下制备所得的PU 发泡涂层织物的红外分析如图11所示㊂在1078cm -1和1024cm -1的吸收峰主要归因于Si O Si 的伸缩振动,这是由于填料云母粉的存在表现出的特征峰㊂930cm -1是由于Al OH 的伸缩振动,780cm -1是由于Si O 的伸缩振动㊂另外,在2242cm -1处的吸收峰是归因于 CN 的伸缩振动㊂由此可以判断,填料的加入,并没有产生新的化学键,未破坏PU 发泡涂层体系,这也是物理发泡的特征所在㊂2.3.3㊀剥离牢度分析为了探究不同填料对PU 发泡涂层牢度的影响,对3种不同填料下制备所得的PU 发泡涂层织物进行涂层剥离牢度测试,测试数据如图12所示,结果表明:云母粉㊁铝粉㊁高岭土作为填料制备的PU 发泡涂层织物的涂层牢度分别为17㊁15.8㊁16.2N,不同填料对涂层剥离牢度影响不大,均达到了15N 以上㊂㊃991㊃第3期宋瑶瑶等:聚氨酯发泡涂层织物的制备及其隔音性能图11㊀不同填料涂层织物的红外测试图谱Fig.11㊀Infrared spectrum of coated fabrics with differentfillers图12㊀不同填料涂层织物涂层剥离牢度测试Fig.12㊀Peeling fastness of foamed fabric coatingof coated fabrics with different fillers2.3.4㊀隔音性能分析不同填料PU 发泡涂层织物隔音测试如图13所示㊂由图13可知,不同填料影响着发泡涂层织物的隔声性能㊂云母粉作为填料添加于涂层浆料中,材料具有较好的隔声量;高岭土和铝粉作为填料时,制备所得的发泡涂层织物的隔音性能较差,但仍具有一定的隔声性能㊂出现这种现象的原因是:云母粉本身为片层状结构,比表面积大,具有良好弹性与韧性,在涂层浆料中能够提高填料与乳液间接触面积,当遇到外界振动时,可以定向滑动,增加涂层浆料的摩擦内损耗㊂同时云母粉粒径相对较小,可以提高浆料的表面密度,增加对声波的衰减㊂铝粉,由于其自身为鳞状结构,表面能高,可提高涂层织物表面膜的面密度,在中高频范围(600~1600Hz)涂层有良好的隔声性能㊂而高岭土是一种非金属矿产,是一种以高岭石族黏土矿物为主的黏土和黏土岩,其主要化学组成成分有SiO 2和Al 2O 3,高岭土作为填料时,由于粒径大,其表面与聚合物乳液结合不紧密,导致涂料面密度小,因而涂料的损耗因子与80~1600Hz 频率范围隔声量相对其他填料要差[12]㊂因此,对比之下云母粉作为填料时,PU 发泡涂层织物具有较好的隔声性能,结合上文2.2.4不同刀距对PU 发泡涂层织物隔音性能的分析,在最佳刀距下用云母粉作为填料平均隔音量可达26dB㊂图13㊀不同填料涂层织物隔音测试Fig.13㊀Sound insulation test of coated fabricswith different fillers2.4㊀水接触角分析不同织物亲水接触角测试结果对比如图14所示,图中经编涤纶织物水接触角为88ʎ,说明织物具有亲水性表面㊂防水经编涤纶织物表面水接触角约123ʎ,说明经过防水整理后,经编涤纶织物获得了疏水性表面,所以亲水角度增加㊂织物赋予的疏水性表面更有利于后续发泡涂层工艺整理,防止发泡涂层整理过程中浆料发生渗透,导致最后发泡涂层织物的手感变硬以及其他生产问题㊂经过发泡涂层整理后制备所得的PU 发泡涂层经编涤纶织物涂层表面接触角约103ʎ,表明该涂层具有一定的疏水性,有一定的防水功能㊂3㊀结㊀论本文利用浸轧和发泡涂层工艺对经编涤纶织物进行后整理工序,其中,发泡涂层对织物进行涂层整理可以赋予织物一定厚度且柔软的膜表面㊂不同的涂层工艺参数对涂层风格㊁成膜性以及隔音性能都有一定的影响,主要结论如下:㊃002㊃现代纺织技术第31卷图14㊀不同织物亲水接触角Fig.14㊀Hydrophilic angle of different fabrics㊀㊀a)发泡涂层工艺中,加入少量热膨胀微球,高温烘燥后可以使得经编涤纶织物获得比较松软且一定厚度的涂层表面,从而进一步赋予了经编涤纶织物一定的隔音性能㊂b)发泡涂层工艺中,不同刀距影响着发泡涂层织物的隔音性能㊂刀距越大,涂层织物表面膜越厚,涂层织物的隔音性能越好,但是刀距过大,在生产烘燥过程中发泡涂层容易开裂,最终最佳工艺中刀距定为0.58mm㊂c)发泡涂层工艺中,不同填料也影响着涂层织物的隔音性能,当涂层浆料中加入层状云母粉作为填料时,制备得到的PU发泡涂层织物隔音性能最佳,平均隔音量可达26dB㊂该类防水隔音降噪多功能涂层织物在墙布市场具有广阔的应用前景㊂参考文献:[1]彭鹏,黄婷婷,严慧,等.浅析中国墙布市场现状及未来发展方向[J].建材与装饰,2020(6):43-44. 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At present among many coating materials water-based coating materials stand out because of their environmental protection.Specifically waterborne polyurethane PU coating is a high-quality coating material with high tensile strength good elasticity and amphiphilicity.It can be used in foaming preparation process and the foam coated fabric is widely used.For example soft foam is used as the padding of vehicles rooms and clothing and hard foam is used as heat insulation sound absorption packaging insulation and low foaming synthetic wood. Therefore it is feasible to finish the fabric with foaming coating to make it obtain a relatively soft structure and improve its sound insulation performance.In order to develop a multi-functional wall fabric with sound insulation and noise reduction the warp knitted polyester fabric was waterproofed by padding process to obtain a certain hydrophobicity and the polyurethane PU foam coating was used for waterproofing functional finishing of base fabric.The effects of different preparation process parameters on the peeling fastness and sound insulation performance of the coated fabrics were explored and the application advantages of PU foam coated fabrics as wall covering fabrics were analyzed.The results show that when the dosage of PU in the coating slurry formulation is100g the mica powder is30g and the thermally expandable microspheres are2g the baking temperature is170ʎC the baking time is60s and the knife distance is0.58mm the PU foamed coating fabric is prepared the peeling fastness of PU foaming coating fabric is17N the average sound insulation amount could reach26dB and the coating peeling fastness and sound insulation performance reach the best.In the future wall cloth will gradually replace wallpaper and consumers have more and more requirements for the performance of wall cloth such as waterproof insect control environmental protection sound absorption and other versatility.At the same time consumers are more looking forward to the safety of decoration anti-fouling and easy scrubbing antibacterial and mildew resistance and the diversification of colors and patterns of wall cloth.In conclusion this kind of waterproof soundproof and noise reduction multifunctional coated fabric has a broad application prospect in the wall covering market.Keywords:polyurethane foam coating wall covering sound insulation performance peel fastness ㊃202㊃现代纺织技术第31卷。
硅氧烷改性水性聚氨酯(2)
时 ，随 Ｋ ５０量的增 多，乳液胶膜 强度 先增后减 ，断裂伸 Ｈ５
多，对 Ｐ ｕ主链结构的影响不很 大 ；硅氧烷是一柔性聚合 长率 降低 。当其含量 由 ０增至 １ ％ 胶膜抗张强度 由 １ ０ 时， ８
Ｐ一 Ｕ０ Ｐ一 ｕ１ Ｐ ｕ １
０ ０ ． ５ ｌ ・ ０
１９ ． ２ Βιβλιοθήκη ２ ． ４ ２０ ． ３２２ ０７ ２２ ０８ ２３ ＯＯ
基 量 ２（Ｐ ） 麻 含 为 ， 液 ；； 含 为・ＤＡ 、 油 量 ｌ时 乳 稳 ｕ Ｏ Ｍ￣ 蓖 ％ ５ ％ Ｕ －
定性 良好 ，成膜 物透 明、柔软、性能 良好。固含量为 ２ ％ ０。 由Ｎ Ｓ扩链的乳液具有较高的表观黏度 ， 胶膜 吸水率低（０ ２％ 以下） ，对水 的表面接触 角为 １ ３ ，而当采 用 Ａ 一 ０。 ／ － 氨乙 基 一ｙ 氨丙基 甲基二甲氧基硅烷时 ，其值 为 ７。 一 ７ 。说 明长 Ｐ ２ ｔ Ｊ
表 ３Ｐ ｉＷＰ Ｓ Ｕ胶膜 的 力学性 能
—
氨基硅烷 质量分 数／ 抗张强度 Ｐ 断裂伸长率／ ％ ａ ％
随 Ｎ 用量增多 ，乳胶粒 的粒径增大 ，且分布变宽。 Ｓ 这是 由于 Ｎ 多，共聚 物 增大 ，反应不均匀造成 的。 Ｓ增 制成 品胶膜透 明、 有光泽、 均匀 ， 具有优 良韧， 。当一 Ｃ Ｐ Ｅ ∞Ｈ
，
１２ 以端氨 基形 式作 扩链 剂 引入 ・
（ ）在织物整理过程 中，利 用 Ｐ １ｗ Ｕ分子 中表面能 １ ｓ～ Ｐ 低 的 Ｐ１ ｓ 链段可 向织物 表面迁移 富集 ， Ｐ 链 段靠 近织物 ， 而 ｕ 通过氢键和化学键 与织物 紧密胶接 ，可达到兼具 良好疏水 性和 与织物胶接性 的目的。高传花等人 合成 了端氨烃基 Ｐ ｉＥ Ｓ ￣ Ｉ （Ｓ ， 以此 为扩链 剂 ， Ｎ） 并 制备 Ｐ ｉＷ Ｕ嵌段共聚 Ｓ－ Ｐ
高耐水性环保聚氨酯织物涂层剂的制备与性能
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数低于 6% 时乳液可以获得良好的 储 存 稳 定 性;聚 硅 氧 烷 改 性 可 以 明 显 提 高 聚 氨 酯 涂 层 表 面 疏 水
性,使其不易返黏,但使涂层后织物透湿性降低;交联剂的引入使涂层织物的耐静水压明显提高,且
其不易吸湿返黏;但织物手感变得粗糙;当双组分水性聚氨酯的 OH/NCO 比值低于 1∶3 时仍能
燃、安全、无 污 染 的 优 点
。 但 是 WPU 涂 层 剂 还
[
5
6]
存在强度 低、耐 水 压 低 和 吸 湿 后 手 感 返 黏 等 问 题。
这主要是因为,单 组 分 的 WPU 涂 层 剂 是 线 性 高 分
子材料,且合成中采用了大量亲水基团,导致涂层强
度低且耐水性差。为了改善 WPU 涂层耐水性差的
有机硅改性水性聚氨酯的研究
有机硅改性水性聚氨酯的研究一、本文概述随着环保理念的深入人心和科学技术的不断进步，水性聚氨酯作为一种环境友好型高分子材料，在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂以及高分子膜等多个领域得到了广泛应用。
然而，传统的水性聚氨酯在某些性能上仍存在一定不足，如耐水性、耐溶剂性、耐候性等方面的性能有待提升。
因此，通过改性提高水性聚氨酯的性能成为了研究的热点。
有机硅材料以其独特的结构和性能，如良好的耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等，成为了改性水性聚氨酯的理想选择。
有机硅改性水性聚氨酯不仅继承了水性聚氨酯的环保性，还大幅提升了其耐水、耐候等性能，拓宽了其应用领域。
本文旨在深入研究有机硅改性水性聚氨酯的制备工艺、性能表征及应用性能，探讨有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响机理。
通过系统的实验研究和理论分析，为有机硅改性水性聚氨酯的工业化生产和应用提供理论支持和技术指导。
本文也期望通过这一研究，为推动水性聚氨酯材料的发展和应用做出一定的贡献。
二、有机硅改性水性聚氨酯的制备方法有机硅改性水性聚氨酯的制备主要涉及到有机硅化合物的引入和水性聚氨酯的合成两个主要步骤。
以下将详细介绍这一制备过程。
需要选择适合的有机硅化合物进行改性。
常见的有机硅化合物包括硅烷偶联剂、聚硅氧烷等。
这些化合物具有良好的耐水、耐候和耐化学腐蚀性能，能够有效提高水性聚氨酯的性能。
在选择有机硅化合物后，需要进行适当的处理，如水解、醇解等，以使其能够更好地与水性聚氨酯反应。
水性聚氨酯的合成通常采用预聚体法。
将异氰酸酯与多元醇进行预聚反应，生成预聚体。
然后，在预聚体中加入扩链剂、催化剂、水等，进行链扩展和乳化，最终得到水性聚氨酯乳液。
在合成水性聚氨酯的过程中，将处理后的有机硅化合物引入反应体系。
有机硅化合物可以与预聚体中的异氰酸酯基团发生反应，形成硅氧键，从而将有机硅链段引入水性聚氨酯分子链中。
通过控制有机硅化合物的加入量和反应条件，可以实现对水性聚氨酯性能的调控。
水性聚氨酯及其改性方法
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。
因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。
水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。
但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。
而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。
所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。
利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。
有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。
1.2 水性聚氨酯概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。
通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层[1]
王 浩 １，唐黎明 １，陈久军 １，金凤友 ２，刘利军２
（１．清华大学 化学工程系，北京 １０００８４；２．绥化学院 实验中心，黑龙江 绥化 １５２０６１）
摘要 ：合成了系列端酰肼基阴离子型水性聚氨酯，并用 ＧＰＣ、ＩＲ 及 １Ｈ－ＮＭＲ 分析其结构，通过其与硅烷偶联剂 γ－（２，３－环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ ５６０）的室温固化反应，得到了性能优异的聚氨酯涂层。 关键词 ：水性聚氨酯 ； 硅烷偶联剂 ； 室温固化 ； 涂层 中图分类号：ＴＱ ６３７．０ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－１６７２（２００６）０４－０００１－０２ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－Ｂａｓｅｄ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｓｉｌａｎｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ／ Ｗａｎｇ Ｈａｏ ｅｔ ａｌ ／／ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ａｎｉｏｎｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｈｙｄｒａｚｉｄｅ ｇｒｏｕｐｓ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｂｙ ＧＰＣ， ＩＲ ａｎｄ １Ｈ－ＮＭＲ． Ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｃｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ γ－（ ２，３－ｅｐｏｘｙ ｐｒｏｐｏｘｙ） ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｉｃａｎｅ （ＫＨ ５６０） ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏ ｆｏｒｍ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｆ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ． Ｋ ｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ； ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ； ｃｕｒｉｎｇ ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｃｏａｔｉｎｇ
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂张大鹏何立凡王海侨李效玉( 北京化工大学碳纤维与功能高分子教育部重点实验室，北京 100029)摘要: 以聚已二酸-1，4-丁二醇酯( PBA2000) 、甲苯二异氰酸酯( TDI) 、二羟甲基丙酸( DMPA) 和一缩二乙二醇( DEG) 为原料合成了一种聚氨酯预聚体，通过在预聚体中引入可室温交联的硅烷偶联剂，制备得到了一种单组份自交联的水性聚氨酯胶黏剂。
探讨了硅烷偶联剂加入方式，用量对乳液及胶膜性能的影响。
结果表明: 当硅烷偶联剂用量为预聚体质量分数的 1. 5%时，胶黏剂对塑料薄膜 PET/CPP 的粘接强度显著提高，由改性前的 1. 3 N/15mm 增大至 1. 7 N /15 mm; 复合薄膜经过沸水煮后，T 剥离强度由 1. 0 N /15 mm 变为 1. 5 N /15 mm。
关键词: 水性聚氨酯; 复合薄膜; 硅烷偶联剂; 自交联中图分类号: TQ433. 4引言水性聚氨酯胶黏剂以其对各种薄膜广泛的适应性，胶膜优异的柔韧性，耐化学品性等特点而备受人们关注［1 －2］。
大多数水性聚氨酯胶膜遇水易溶胀，耐水性及耐热性不佳，限制了其使用场合［3 －4］。
提高聚氨酯的交联度是改善以上缺点的一个有效途径。
Lewandowski 等［5］向聚氨酯分子链中引入了硅烷衍生物，通过控制硅烷衍生物用量来控制交联结构的密度，适度的交联可以改善胶膜的耐水性和耐热性。
也有文献［6 －8］报导，将有机硅( 一般为端基或侧基带有活性基团的聚硅氧烷) 引入到聚氨酯分子链上可以有效地改善胶膜的耐水性和耐热性，但由于有机硅与聚氨酯相容性差，导致了胶膜力学性能的降低。
而使用小分子的硅烷偶联剂改性水性聚氨酯［9 －10］可以增加相容性，同时改善了聚氨酯胶膜的耐水性、耐热性。
此种交联体系在水性涂料以及双组分的水性胶黏剂中已经得到了广泛的应用［11］。
本文选用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷( KH-550)对聚氨酯预聚体进行改性制备出单组份的水性聚氨酯乳液，将此体系引入到复合薄膜用胶黏剂领域。
聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及应用
聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及应用许为主;邢建伟;徐成书【摘要】以聚四亚甲基醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、DMPA 、1，4-丁二醇（BDO）制备聚醚型水性聚氨酯预聚体。
采用氨基硅油（AEAPS）对预聚体进行改性制得聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液和薄膜。
采用红外光谱（FT-IR）、强力测试、乳液粒径测试、吸水率和接触角对聚氨酯的结构和性能进行表征。
采用聚硅氧烷改性聚氨酯乳液对羊绒织物进行整理，测试其抗起毛起球效果。
结果表明，氨基硅油改性能够明显改善聚氨酯膜的耐水性和机械强度，经过整理的羊绒织物的起毛起球效果有一定的提高。
%The Waterborne polyurethane(WPU ) prepolymer was prepared with polytetramethylene etherglycol(PTMEG ,Mn = 2000) ,isophoronediisocyanate (IPDI) ,2 ,2-dimethylol propionic acid (DMPA ) and 1 ,4-butanediol(BDO) .Aminoethyl aminopropyl dimethicon (AEAPS) was used to modify WPU pre-polymer to gain WPU emulsion and film .The structure and properties of WPUs were analyzed by Fou-rier transform infrared spectrometry (FT-IR) ,strength ,emulsion diameter ,water absorption and con-tact angle .The WPU emulsions were used in the pilling resistance of wool fabric to investigate their pill -ing resistance ability .It was found that the modification of AEAPS could obviously improve its film wa-ter resistance ability and mechanical strength ,including the pilling ability of cashmere fabric which was treated with WPU emulsion modified with polysiloxane .【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P40-44)【关键词】水性聚氨酯;氨基硅油;改性;抗起毛起球【作者】许为主;邢建伟;徐成书【作者单位】西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048;西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048;西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】O633.2水性聚氨酯(WPU)以水为分散介质，具有耐磨、耐脆化、可燃性低、气味小、不污染环境等优点，因而被广泛应用于涂层、粘合剂及皮革等方面［1-4］.但是同油性的聚氨酯相比较，单纯的水性聚氨酯的耐热性、耐水性和耐气候性能较差［5］，在一定程度上使得其应用被限制.因此，对水性聚氨酯进行改性已经引起了广泛的关注.时下研究主要集中在对典型的聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯进行改性［6-7］.其中，采用氨基硅油对低分子量聚醚型聚氨酯进行改性后，聚氨酯分子量增大，分子间作用力增大，同时引入疏水基团，一定程度上提高了聚氨酯薄膜的耐水性及机械强度［8-9］.由于烷基硅氧烷改性的低分子聚醚型水性聚氨酯具有优异的粘合性，并兼有柔韧性、耐磨性及较高的断裂强度［10-11］，因而它们在粘合剂以及织物后整理方面具有广阔的应用前景.采用PTMEG，IPDI，DMPA，BDO等原料制备WPU预聚体，并采用氨基有机硅对预聚体进行接枝制得有机硅改性WPU乳液.通过FT-IR来表征WPU结构，通过强力、胶膜的水接触角和吸水率以及聚氨酯乳液对羊绒织物的抗起毛起球效果的检测来考察AEAPS含量对WPU性能影响.1.1 材料与仪器1.1.1 材料30tex×2规格的纯羊绒针织物(宁夏中银绒业股份有限公司提供)，PTMEG，M=2000(济宁华凯树脂有限公司)，IPDI(广州茵诺威化工有限公司)，DMPA(临海市亿达贸易有限公司)，BDO、TEA(成都市科龙化工试剂厂)，AEAPS(自制).AEAPS分子结构式如图1所示.1.1.2 仪器WDW-05电子式万能实验机(济南思达测试技术有限公司)，DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)，TGL-16C台式高速离心机(上海安亭科学仪器厂).傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet-Thermo)，YG511N+箱式起球仪(南通宏大实验仪器有限公司)，Drop Shape Analysis System DSA10 Mk2接触角测试仪(德国KRUSS公司)，激光粒度仪Mastersizer 2000E(英国马尔文仪器有限公司).1.2 方法1.2.1 聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液制备取一定计量的PTMEG加入装有温度计、搅拌杆和冷凝管的250mL三口烧瓶中，115℃下抽滤脱水，加入催化剂以及IPDI 在70℃下反应1h，加入DMPA和BDO继续反应至该体系中—NCO量达到理论值，得到WPU预聚体.将制备的预聚体溶液降温至0～5℃，加丙酮调节体系粘度，滴加计量AEAPS进行改性.改性结束升至室温，加入计量的三乙胺中和一段时间，加入酒精封住体系中剩余的—NCO至其完全反应完毕，最后加入计量的去离子水进行乳化，抽真空去除丙酮后可得到系列AEAPS接枝改性WPU乳液.不同AEAPS含量所对应的WPU见表1.1.2.2 聚氨酯薄膜制备将聚氨酯乳液均匀涂在四氟乙烯板上，室温晾干48h后，50℃烘干12h即可得到所需聚氨酯薄膜.1.2.3 测试和表征(1)薄膜吸水率测试.将薄膜剪成一定大小，测定质量为M1，将其浸没在水中24h，取出擦干后称其质量为M2.薄膜的吸水率由下列公式计算得出：吸水率=(M2-M2)/M1×100%.(2)稳定性测试.将聚氨酯乳液置于JRapid R-3离心机以4 000r/min转速离心5min，测试样品稳定性.(3)水接触角测试.采用Drop Shape Analysis SystemDSA10 Mk2接触角测试仪对薄膜进行接触角测试.将去离子水滴在薄膜表面1min后测试接触角.每个样品测试3个不同点后取平均值.(4)FT-IR测试.采用傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet-Thermo)对聚氨酯胶膜进行测试，并采用KBr制样品压片.(5)强力测试.采用WDW-05电子式万能实验机对聚氨酯胶膜进行强力测试，其中薄膜宽为24mm，长度为120mm，薄膜厚度要均匀，测试方式为断裂停止方式.(6)粒径测试.采用马尔文激光粒度仪对聚氨酯乳液进行粒径的测试.测试时体系中阴影区约占6%.(7)抗起毛起球效果测试.采用制备的聚氨酯整理液按照(浴比30∶1，整理液1%(owf)，40℃下处理30min)工艺对羊绒织物进行整理，采用YG511N+箱式起球仪，按国家标准GB/T4802.3—2007测试抗起毛起球等级.(8)色差测试.使用DataColourSF300型思维士电脑测色仪测定整理样品的L，a，b，C，H值，运用CIELAB色差式计算经聚氨酯乳液整理的样品与未经过整理液整理样品的色差.2.1 乳液外观及其稳定性表2为不同氨基硅油含量的水性聚氨酯的乳液外观及其稳定性.从表2可以看出，随着AEAPS含量的增加，乳液外观逐渐由淡蓝色透明状转变为乳白色半透明状，且WPU30乳液在离心后略微有沉淀物.原因是由于体系中残余—NCO被封端，不能和水反应来扩大分子量，AEAPS含量低时，聚氨酯分子量小，乳液粒径小，因而乳液体系均匀而稳定.AEAPS含量高时，大量聚硅氧烷链段的引入，使得聚氨酯内部形成网状结构程度增大，分子量增加，分子间作用力增大，同时硅氧烷链段亲水性差并且和聚醚软段的相容性较差，聚氨酯的亲水性也会降低，因而其乳液粒径增大，乳液稳定效果下降.2.2 乳液粒径测试图2为WPU0至WPU30的乳液粒径分布图.从图2(a)～(d)对比发现，随着AEPAS用量的增加，乳液粒径分布逐渐由0.05～0.8μm升到1.02～10μm，乳液粒径集中分布尺寸由0.31μm增加到4.19μm.这是因为封端后乳液体系中水不能够和—NCO反应形成脲基，聚氨酯分子量不会额外增加，当AEAPS含量低时，聚氨酯分子量小且亲水性好，容易乳化而均匀分散形成乳液，乳液粒径因而分布集中且都较小.AEAPS含量高时，大量聚硅氧烷接入使得整个聚氨酯分子量增大，疏水性增强，乳化时由于大的分子间作用力以及疏水性聚氨酯分子更易聚集，因此乳液粒径也逐渐增大.2.3 FT-IR测试分析图3为WPU0和WPU30的红外光谱图.从图3可以看到，WPU0和WPU30在3 300cm-1处为脲基的N-H伸缩振动峰，1 540cm-1处为脲基的N—H变形振动峰，在1 750cm-1处为CO的伸缩振动峰，可见WPU0和WPU30中存在着氨基甲酸酯.上述特征峰表明所制得产品为聚氨酯产品.WPU30在803cm-1处出现Si—CH3的对称变形吸收峰而WPU0中没有出现，由此可见AEAPS已经成功接入水性聚氨酯中.2.4 吸水率和水接触角分析表3为各WPU薄膜吸水率和水接触角.从表3可以看出，随着AEAPS用量的提高，薄膜的水接触角从58°提升至81°.吸水率从15.36%降低至4%.这是因为疏水性的聚硅氧烷链段的引入使得聚氨酯分子网状结构增加，分子量增加，硅元素在薄膜的表面富集，降低了薄膜的表面张力，薄膜的耐水性和疏水性得到提高.2.5 聚氨酯薄膜机械性能测试分析表4为各聚氨酯薄膜的拉伸强度以及断裂延伸度.由表4可以看出，随着AEAPS用量的增加，聚氨酯薄膜的拉伸强度由0.370MPa升至1.095MPa.这是因为纯聚醚型水性聚氨酯分子间作用力较低，分子间网状结构程度低，而聚硅氧烷链段的大量接入使得聚氨酯分子量增加，分子间作用力增大，分子间网状结构程度增大，因而聚氨酯薄膜的拉伸强度增加.断裂延伸率都非常大，超出仪器测量范围.2.6 抗起毛起球及色差效果分析表5为各水性聚氨酯整理液的抗起毛起球效果以及对织物色差的影响.由表5可知，未整理的羊绒织物起毛起球现象较严重，单独采用柔软剂整理的羊绒织物起毛起球现象最为严重.同单独采用柔软剂整理后的羊绒织物相比，采用聚氨酯整理液整理后的织物都具有良好的抗起毛起球效果，提高等级能够达到1～2级.织物的手感也随着整理液中AEAPS含量的提高而提高，且WPU20整理液手感最好，WPU30整理液手感则略有下降.这是因为聚氨酯能够在织物表面形成薄膜，降低羊绒织物因定向摩擦效应而产生的起毛起球现象，并且由于长链有基硅氧烷链段的引入，织物的柔软手感也有改善.而当AEAPS用量过高时，聚氨酯分子量过大，分子间作用力过强，整理液在羊绒织物表面形成的薄膜硬度增大，织物的柔软反而下降. (1)聚硅氧烷改性聚醚型水性聚氨酯乳液具有良好的稳定性能.通过红外分析可知AEAPS已经成功接入水性聚氨酯中.乳液粒径测试显示AEAPS用量的增加会使得聚氨酯乳液粒径变大.(2)采用接触角和吸水率测试可以得出AEAPS用量增加，聚氨酯薄膜的亲水性能降低.薄膜强力测试结果显示聚醚型水性聚氨酯薄膜具有很好的断裂延伸度，AEAPS用量的增加可使薄膜的断裂强度增加.(3)抗起毛起球效果测试显示，经过聚硅氧烷改性聚醚型水性聚氨酯整理液整理后，羊绒织物的抗起毛起球效果有较大的提高.［1］陈红，范曲立，余学海.氨基硅油扩链改性水性聚氨酯的研究［J］.功能高分子学报，1999，12(3)：297-300.［2］Mohammad M Rahman，Han-Do Kim.Synthesis characterization of waterborne polyurethane adhesives containing different amount of ionic grou ps(Ⅰ)［J］.Journal of Applied Polymer Science，2006，102：5684-5691.［3］WANG Haihua，SHEN Yiding，FEI Guiqiang，et al.Micromorphology and phase behavior of cationic polyurethane segmented copolymer modified with hydroxysilane［J］.Journal of Colloid and Interface Science，2008，324：36-41.［4］SAETUNG Anuwat，KAENHIN Lalita，KLINPITUKAS Pairote，etal.Synthesis，characteristic and properties of waterborne polyurethane based on natural rubber［J］.Journal of Applied Polymer Science，2012，124：2742-2752.［5］ZHANG Meng，WU Yuanjuan，WU Haiyan，et al.Synthesis and characterization of α，ω-Bis(3-hydroxypropyl)-Functionalizedpoly{dimethylsiloxane-co-methyl［3-(2-acetyl-acetoxy)］propylsiloxane}［J］.Journal of Applied Polymer Science，2012，125： 595-607.［6］TAKJEON Ho，JANG Moon Kyoung，KIM ByungKyu，et al.Synthesis and characterizations of waterborne polyurethane-silica hybrids using sol-gel process［J］.Colloids and Surfaces A：Physicochem.Eng.Aspects，2007，302：559-567.［7］XIE Xingyi，TAN Hong，LI Jiehua，et al.Synthesis and characterization of fluorocarbon chain end-capped poly(carbonate urethane)s as biomaterials：A novel bilayered surface structure［J］.Journal of Biomedical Macterials Research：Part A，2008，84A (1)：30-43.［8］FAN Quli，FANG Jianglin，CHEN Qingmin，et al.Synthesis and properties of polyurethane modified with aminoethylaminopropylpoly(dimethyl siloxane)［J］.Journal of Applied Polymer Science，1999，74(10)：2552-2558.［9］ZONG Jianping，ZHANG Qingsi，SUN Haifeng，etal.Characterization of polydimethylsiloxane-polyurethanes synthesized by graft or block copolymerizations［J］.Journal of Polymer Bulletin，2010，65：477-493.［10］REKONDO A M J.BERRIDI Fernandez，LRUSTA L.Synthesis of silanized polyether urethane hybrid systems.Study of the curing process through hydrogen bonding interactions［J］.European Polymer Journal，2006，42(9)：2069-2080.［11］孟凡宁，邓春华，于晶，等.PTMEG型聚氨酯弹性体的力学性能研究［J］.Adhesion in China，2011(7)：13-15.。
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５ ２ 在 农的表面 ，如蜡状的 树 叶 ，非 常迅 速地 润 湿 和铺 展 ，从 而 使 除 草剂 、 杀虫剂 、杀 真菌剂 和其 它农 药能够 全部 覆盖 在树
叶上 ；另外 ， ｙ ａ ０ 能大 大 促进 植 物组 织 Ｓ ｌ ｒ ３ ９还 ｇｄ
・
６ ６ ・
璃 硅 料 讯 甜
第２ 卷 ４
质 量 的有 机硅 表 面 活性 剂 在 Ｄ 中 的分 散液 ，黏 度 较低 。该产 品专 用作 生产 Ｗ／ Ｓ型乳 液和 Ｗ／／ Ｓ ｗ 型多重 乳 液 ，可 配 制透 明 的 乳 液 ，能 够 改 善
感 观效果 ，具 有悬 浮和分 散颜 料 、防汗盐 等颗 粒 的作 用 。通 过在 水 相 和油 相 中使 用不 同 的组 分 、 改变 水相 和油相 的 比率 、增减 Ｄ ｗ Ｃ ｍｉｇ９ １ ｏ ｏ ｎ ０ １
低 摩 尔质量 的有机 硅非 离子 型表 面活性 剂 ，可 显
著降 低水性 农药混 合 物的表 面张 力 ，使 其远远 低
于使用传统非离子型表面活性剂时，在叶面蜡质 层 等难润 湿 的表面实 现极快 地 润湿 和分散 ，从而 使 除草剂 、杀 虫剂 、杀真 菌剂 和其 它农药 达到 完 全 的覆 盖 ；除快速润 湿 和分散 外 ，它还能 大大提
高植 物 组织 对农药 的摄取 ，从 而避免 除草 剂被雨
水 冲刷 。该产 品可 直接 添加到 杀虫 剂配方 中 ，也
可 在使 用前 再混 合 。在 除草 剂 桶 混 时 加 入 Ｑ ２—
５ １ 可 显 著提高 润湿效 率 。 ２１
石墨 三种 填料 中 ，片状石 墨 的效 果最好 ，且较佳 用量 为 ２ ％ 。设 计 与涂 层 材 料 匹 配 的 空腔 结 构 ０
和氯化钠为污秽 ，研究 了氯化钠污秽 （ 盐密 ）一定 的情况下 ，水泥污秽 （ 灰密 ）对复合绝缘子污秽闪 络特 ｌ 生的影响 。结果发现 ，灰密对绝缘子人 工污秽
闪络电压有 影 响，闪络 电压 与灰密成 幂 函数关 系 ， 且灰密与闪络 电压的影 响是独立的。
３ ７ Ｌ （ ． ２ ％ ～０ ３ ５ ） ． ５ｍ ０ １５ ． ７ ％ ，在 杀 虫 剂 和 杀 真 菌剂 中的 用 量是 每 １Ｌ喷雾 溶 液使 用 ０ ２ ． ２～
ｃ 一 Ｓ
Ｃ Ｈ ｃ Ｈ ３ Ｈ ３ ３ ｃ －ｉ —ｉ １Ｏｆｏｉｃ ｉ — — －
ＣＨ３ Ｒ ＣＨ ３
Ｓ ｌ ｒ ３ ９是 一 种 低 摩 尔 质 量 的非 离子 ｙ ａｄ＠ ０ ｇ 型有 机硅 表 面活性 剂 ，具 有 比常规 非离子 型表 面
活性 剂 更 低 的 表 面 张 力 ，质 量 分 数 低 至 ０ ０％ ．１
的 Ｓ ｌ ｒ ＠ ３ ９ 水 溶 液 的 表 面 张 力 小 于 ｙｇ ｄ ａ ０
１２ｇ ． 。使用 时 首 先 要 进行 小 范 围 的试 验 ，以 确
图 １ 三 硅 氧烷 型 Ｓ Ｅ的化 学结 构 式 １ Ｐ
保 不 发生农作 物损 害 。
Ｄ ｗ Ｃ ｍｉｇＱ ５ １ ｏ ｏ ｎ ２— ２ １超级 润湿 剂 也是 一 种
表 １ 道 康 宁 三 硅 氧烷 型 Ｓ Ｅ的物 性 数 据 ２ Ｐ
可 以提 高涂层 的 吸声 性 能 。 聚硅 氧烷 改性聚 氨酯涂 层 的吸声 性能 水泥污 秽对 复合绝 缘子 闪络特 性 的影响 青海 电力科学试验研究院的李志 玮等人 以水 泥
中国人 民解 放军 ９ ８２部 队 的张 海永 等 人将 １７
端 乙烯基 聚硅 氧烷 与二醇 反应 ，得到端 羟基 聚硅
氧烷 ；然后 与异氰 酸根反 应 ，制 成 了聚硅 氧烷改 性聚 氨酯 。经聚硅 氧烷 改性 聚氨酯 的涂层 ，其表 观密度 、拉 伸模量 和剪 切模量 均降低 ；因此阻 尼 损耗 因子 明显降低 。填料 种类 、结构 、含 量对涂
层 的吸声性 能 均 有 影 响 ，在 ＴＯ 、Ａ ， ｉ ： １ 、片状 Ｏ
２ Ｎ ｍ。Ｓｌ ｒ ＠ ３９可 降低 水性 农 用混 合 剂 ３ｍ ／ ｙ ａｄ ｇ ０
的表 面张力 ，改善 农用 化学 品 的润 湿性 、铺展 性
的用 量 ，可使黏度 不 同的乳 液都具 有稳 定性 。使 用 它后有 粉质 感 觉 ，可 降低 除 汗 剂 配方 的粘 性 ， 广泛 用于 彩妆 、护肤 、防 晒 、防汗和 除臭等 个人
迅速 吸收化 学 品 ，从 而避免 被雨 水洗 掉 。Ｓ ｌ ｒ ｙ ａｄ ｇ
目前 ，农用 化学 品 中常用 的有机 硅表 面活性
３ ９可用 于水 溶性 阔叶 树 除草 剂 和杀 虫剂 、杀真 ０
剂 是三硅 氧烷 ，其 结 构 见 图 １ ，典 型 物 理 性 能 １
见表 １。 ２
菌剂 和植 物生 长调节 剂 中 ；还 可 以添 加到混 合储 罐 中 以提 高喷雾 溶液 的生 物性 能 。Ｓｌａ ０ ｙ ｒ ３９在 ｇｄ 除草 剂 中的 用量 是 每 １Ｌ喷雾 溶 液 使 用 １２ ．５—