（材料物理与化学专业论文）环保型水性聚氨酯树脂的研究.pdf

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n - b u t y l a m i n e t i t r a t i o nm e t h o da n dt h er e s u l t ss h o w e dt h er e a c t i o np r o c e s so fw a t e r b o r n ep o l y u r e t h a n e w ed i s c u s s e da l lt h ec o n d i t i o n st h a tc o u l da f f e c tt h et h ep r o d u c i n gp r o c e s so fw a t e r b o r n e p o l y u r e t h a n e a n dt h e nt h em o r p h o l o g yo ft h ep o l y u r e t h a n ed 印e r s i o nw a sc h a r a c t e r i z e db y t e ma n dt h ep r o p e r t i e so ft h ep uf i l m sw e r ea l s ot e s t e d t h r o u g ht h ec o r a r o lg r o u p s ，w e d i s c u s s e da l lk i n d so fk e yf a c t o r st h a tm a ya f f e c tt h ep r o p e r t i e so fw a t e r b o r n ep o l y u r e t h a n e s e m u l s i o 璐a n df i l n 峪 t h e r ee x i s tm a n yd i s a d v a n t a g e so ft h es i n g l e 、卯ue m u l s i o n , s u c ha sp o o rs e l f - t h i c k e n i n g , b ws o l i dc o n t e n lw e a kw a t e rr e s i s t a n c e , l o w e rm e c h a n i c a ls t r e n g t hc o m p a r e dt oa c r y l i cr e s i n a n d h i 【g hc o s t h o w e v e r , t h ep r o p e r t yo fp o l y a c r y l a t e ( p a ) e m u l s i o na n dp o l y u r e t h a n e e m u l s i o nc o u l dc o m p l e m e n te a c ho t h e r , w h i c hh a sg r e a tp o t e m i a la p p l i c a t i o n o r g a n i c s i l i c o n er e s i nw t hb ws u r f a c e e n e r g y , g o o dw a t e rr e s i s t a n c e ，f i n ew e a t h e r a b i l i t ya n d e x c e l l e n ta i rp e r m e a b i l i t yh a sb e e nw i d e l yu s e di np o l y u r e t h a n em o d i f i c a t i o n t h e i i 山东大学硕上学何论文 i n t r o d u c t i o no fo r g a n i cs i l i c o n eg r o u p si n t ot h ec h a i no fw p uc o u l ds o l v et h ep r o b l e m s m e n t i o n e da b o v e an o v e lm o d i f i c a t i o nm e t h o d ，w h i c hi n t r o d u c e sa c r y l i ca c i dg r o u p sa n do r g a n o s i l i c o ng r o u p s i i lt ot h ew p um ol e c u l a rc h a i n ，w a sa d o p t e di nt h ee x p e r i m e n t w ef a s ti n t r o d u c et h ed o u b l e b o i l du t i l i z i n gt h er e a c t i o nb e t w e e no ha n dn c og r o u pi nh e m a t h e nf r e em d 论a l p o l y m e r i z a t i o no c c u r sb e t w e e nd o u b l eb o n da n dc = cd o u b l eb o n do fv i n y ls i l o x a n e ，w h i c h r e s u l t si nt h eo r g a n o s i l i c o na n da c r y l i ca c i dm o d i f i c a t i o no fw p u s e v e r a lc h a r a c t e r i z a t i o n m e t h o d sa r et o o kt oe v a l u a t et h em o d i f i c a t i o ne f f e c tt ot h ew p u d i s p e r s i o ns y s t e m sa n d f i l m s k e y w o r d s ：w a t e 而o m ep o l y u r e t h a n e ：m d i ：e n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n ；p e r f o r m a n c e ； m o d i f i c a t i o no f o r g a n o s i l i c o na n dc r y l i ca c i d i i l 1 1 概述 第一章绪论 聚氨酯是聚氨基甲酸酯( p u ) 的简称，其分子结构含有重复的氨基甲酸酯 基( - n h c o o - ) ，它的结构为【- c o - n h r n h c g o r o 。，通常是由二元或多元 有机异氰酸酯活泼氢化合物通过逐步聚合反应聚合而成。除了生成氨基甲酸酯基 团外，还生成脲、缩二脲等基团，所以广泛意义上说，聚氨酯是异氰酸酯的加成 物【l 】o 由武慈最早( w m - t z ) 于1 8 4 9 年用硫酸烷基醋与氰酸钾进行复分解反应制得 了烷基异氰酸酯。然而首先将异氰酸酯用于聚氨酯合成还是在1 9 3 7 年后，德国 法本公司( i g f a r b e n ，b a y e ：公司的前身) 的奥托拜尔( o t o b a y e r ) 博+ 用人亚甲 基异氰酸酯和l ，4 一丁：一：醇反应制得了聚氨酯纤维，并将其命名为i g a m i d u ， 后来又通过甲苯二异氰酸酯和多元醇反应制得了聚氨酯弹性体【1 1 。 水性聚氨酯则足将聚氨酯分敞或者溶解在水中而形成的一种聚氨酯体系，也 被称为水基聚氨酯或水系聚氨酯【2 1 。水性聚氨酯是将聚氨酯粒子分散在水的连续 相中得到的二元胶体体系，所谓水性是相对于传统溶剂型的聚氨酯来说的，不含 或含很少量的有机溶剂，具有良好的分散稳定性，但是它仍然属于c a b ) n 型的 嵌段聚合物。 西德人e s c h l a c k 于1 9 4 3 年首次成功制备水性聚氨酯。聚氨酯分散体在1 9 6 7 年首次在美国市场问世并实现了工业化。b a y e r 公司在1 9 7 2 年首先将聚氨酯水分 散体应用在皮革制造领域。进入2 0 世纪8 0 年代以后，西德、美国、日本等国的 水性聚氨酯开始从试制阶段逐步发展为生产和应用。特别是随着1 9 7 5 年自乳化 高效能水性聚氨酯分散体的研制成功，促使其应用领域很快扩展，开始成为重要 商品。水性聚氨酯虽然历史1 长，但由于本身独特的材料结构，分散体的粘度及 流动性能与聚合物的分子量无关，同时水性聚氨酯具有良好的低温弹性和手感， 另外分散体在固化时只是蒸发出水，无毒、无污染、不易燃烧、安全可靠，另外 还具有节能及不易擦伤被涂饰表而等优点。进入2 l 世纪以来，水性聚氨酯的应 用领域得到不断扩展，而环保要求在整个世界范幽内的日益高涨也加速了水件聚 氨酯工业发展的进程。 山尔大学硕士学化论文 水性聚氨酯不仅保留了传统溶剂型p u 的一些优良性能，而且还具有安全、 不易燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和易改性等优点，对纸张、 木材纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等具有良好的粘附性【3 】。水性聚氨酯 具有三大特点：安全，保管、贮存和使用方便；成本低廉；比较完整的保留了溶 剂型聚氨酯的特性。但水性聚氨酯不足之处有耐化学性差、耐水性差和耐高温性 能不佳以及涂膜强度、表而光泽度差等方面。而改性水性聚氨酯涂膜具有良好的 耐磨性、高硬度、低温柔韧、高温不粘、减震效果好以及耐溶剂性能好等优点在 很多方面弥补了传统水性聚氨酯的不足之处，对水性聚氨酯进行改性成为了目前 研究的重点。 我国从1 9 7 2 年开始研究水性聚氨酯，其主要研究方向是水性聚氨酯皮革涂 饰剂。2 0 世纪9 0 年代是我国水性聚氨酯皮革化材技术科研成果转化的高峰期， 但发展到现在总体发展水平还是滞后。 目前水性聚氨酯分散体的制备工艺可能涉及到脲链段的生成，有机溶剂的 人量消耗，特殊的封端反应，过量的n c o 基含量及特别的反应物( 如离子型扩 链剂) ，其共i 司缺点是合成工艺复杂，质量可控性差，严重限制了水性聚氨酯分 散体的合成及应用。 国内合成水性聚氨酯的研究由于受到原料的限制，目前大多数使用甲苯二异 氰酸酯( t d i ) 合成，t d i 与异氟尔酮二异氰酸酯( i p d i ) 相比，其毒性较人， 反应活性大，反应较难控制，合成产品易变黄。而相对于i p d i 便宜的另一种芳 香族异氰酸酯二苯基甲烷二异氰酸酯( m d i ) 在降低了毒性的同时反应活性更高， 在反应初期容易发生团聚，导致反应很难控制，所以m d i 的研究也很少。 1 2 聚氨酯化学 聚氨酯的合成是以异氰酸酯的化学反应为基础的，其所发生的主要反应是异 氰酸酯基与活泼氢化合物的反应【4 l 。 1 2 1 多异氰酸酯基本反应 2 多异氰酸酯是聚氨酯化学中的关键物质，它是合成聚氨酯的特征原料，分子 山东大学硕上学何论文 式可表示为r - ( n = c = o ) n ，i f 2 4 。异氰酸酯高的反应活性可以通过它的化学结 构来解释。积累双键链区电负性的差别决定了n = c = o 基团的反应，从电子云密 度和电荷分布的情况可以看出n c o 摹团上各个原子是如何影响其反应的。 r n ：c ：0 r n ：c ：0 r n ：c ：0 ： 异氰酸酯基存在的共振结构使得碳原子上带有明显的正电荷，所以异氰酸酯 是亲电子反应试剂。亲电子反应试剂在加成反应时使异氰酸酯轨迹发生杂化，这 种杂化使得n = c 双键转变为c n 、c x 和n h 单键，从而促进了加成反应的进行。 异氰酸酯的反应通式如下： r n = c = 0 + h x r n = c = 0 r n c = 0 ii hx 反应通式中，h 一燎示含活泼氧的化合物。异氰酸酯与活泼氧化合物反应的本质 是亲核的x 攻击异氰酸酯基中强正电性的碳原子，通过将氢原子转接到氮原子上， 来形成氨氧甲酸酯键。 1 2 1 1 异氰酸酯结构对n c o 反应活性的影响 ( 1 ) 诱导效应 异氰酸酯上连接n c o 基团的r 基( 异氰酸酯化合物中称作骸基”) 的电负 性会很大程度的影响异氰酸酯的反应活性。如果r 是吸电子基团，它就能够使得 n c o 基团中c 原子的电子云密度变的更低，从而提供相当于共轭的稳定性，同 时使c 原予带有较强的正电性，促使其更容易和亲核中心发生反应，所以含吸电 子团的异氰酸酯与活泼氢化合物具有更高的反应活性。相反，如果r 为给电子基 团，它的存在就会增大n c o 基团中c 原子电子云密度从而使得c 原子的电负性 增加，导致异氰酸酯基和活性氢化合物的反应活性降低。异氰酸酯基团的反应活 性随r 基性质的变化有下列由大到小的顺序： 由于芳香族二异氰酸酯中的两个n c o 基团之间相与：反正诱导效应，促使芳 3 山东大学硕l ：学位论文 香族二异氰酸酯反应活性增加。因为第一个n c o 基团参加反应时，另一个n c o 基团起吸电子取代基的作用，这种诱导效应对于能产生共轭体系的芳香族_ 一异氰 酸酯特别明显。 ( 2 ) 位阻效应 2 ，4 一t d i 的反应活性比2 ，6 一t d i 高数倍，这是因为，2 ，4 一t d i 中的4 位n c o 基团离2 位n c o 基团及一c h 3 较远，几乎无位阻，而2 ，6 _ _ 1 d l 的n c o 基团受邻位一c h 3 的位阻效应较人，反应受到影响。 1 2 1 2 不同活性氢与异氰酸酯的相对反应活性 由于异氰酸酯基团的高活泼性，使其可以与许多含活性氢的物质反应。可与 异氰酸酯发生反应的活性氧化合物有醇、水、胺( 氨) 、醇胺、酚、硫醇、羧酸、 脲等等。 由亲核反应机理可知，如果一i 考虑位阻效应的话，异氰酸酯基与活泼氧化基 团加成时，在活性氢化合物的分子中，若亲核中心的电子云密度越大，其电负性 越强，它与异氰酸酯的反应活性则越高，反应速度也越快，反之反应活性低。活 泼氢化合物与异氰酸酯的反应活性排列顺序如下： r n h 2 r o h 9 0 h h z o r s h r n h c o n h r r n h c o r r n h c o o r 1 2 2 异氰酸酯的各种化学反应 ( 1 ) 异氰酸酯的基本化学反应 异氰酸酯多是与含活泼氧的化合物反应，包括羟基、水、胺基、脲还有氨基 甲酸酯等。 4 广r 一o h + r n h c o o r l ( 羟基化合物) ( 氨基甲酸酯) | + h 。h r n h c 。n h r + c 。 r n c o + l ( 水) ( 脲) ( 二氧化碳) ( 异氰酸酯卜r ，一n h 2 叫r n h c o n h r ， l ( 胺)( 脲) lb r ”n h c o n h r _ r ”n g c o n r c o n h r i( 脲)( 缩二脲) ib r ”n h c o o r r n h c o n r c 0 0 r ( 氨基甲酸酯) ( 脲基甲酸酯) 聚氨酯分子链中各种链段影响着产品的各种性能，分子链中占多数的氨基甲 酸酯基、脲基、酯基和醚基主要影响水性聚氨酯产品的强度、耐候性、耐水性等 性能；而占少数的烷基、芳基则主要影响其抗紫外线、耐黄性、回弹性、硬挺性 等性能。 ( 2 ) 异氰酸酯与水反应机理 n a e g e l i 提出了异氰酸酯与水的分步反应机理： 芦坐誓( r n h l l c 0 ) 2 生r n h nc l t n h i ( 广， l 、w ，tkn l i ( 脲) lc 0 2 r n c o r n c o + h 2 0 一r n h c o o h pr n h 2 叫r n h c o n h r ( 氨基甲酸)l ( 胺) ( 脲) lc o 。， r n h c o o h l 斗r n h 2 + r n h c 0 0 ； r n + ( 胺) 过程一 过程二二 过程三 反应生成的氨基甲酸在过程一中性质稳定，最终生成取代脲： 在过程二中性质不稳定，迅速分解成胺，然后再反应生成脲： 在过程三巾氨基甲酸会与胺缓慢反应。 ( 3 ) 异氰酸酯自聚与加聚 异氰酸酯还可发生自加成反应，生成各种自聚物，包括二：聚体、三聚体及各 种多聚体，其中最重要的是二聚反应和三聚反应。在聚氨酯行业中t d i 和m d i 在 室温下可缓慢产生二聚体，造成原料质量变差，影响后续生产产品的工艺及性能 虽无催化剂存在时此反应进行得很慢，也应维持低温妥善保存。而二聚反应后形 5 山东大学硕士学位论文 成的异氰酸酯环，对热和大部分化学药品都比较稳定，主要用于硬质聚氨酯泡沫 塑料的制造。 2 a r n c o _ a r 一n a r c 。h 3 n c o 8 n c o 2 l 吼扛o 叽 n c o f 2 o c n c h ：弋 悯一 删心吼兮 ，呲心姗 6 山东大学硕l 学似论文 0 o c n r8r n c o v v 3n c 0 一r n c 0 甲苯二异氰酸酯( t d i ) 三聚反应为： 3 衫l a i n c 0 n l c 00n c 0l 0 c ll 钞辜 i a 弋一n c 0 i c h a 注：所有类型二异氰酸酯都可以发生三聚反应：生成三聚体的反应需要催化 剂，常用的催化剂有醋酸盐、碳酸盐、草酸盐、膦化物等；三聚体是很常用的产 品，像是同化剂等。 异氰酸酯自聚生成碳化二亚胺： 在有机膦催化剂及加热条件f ，异氰酸酯可发生自身缩聚反应，生成含碳化 二亚胺基( - n - - c = n - - ) 的化合物，该反应是异氰酸酯三聚及二聚反应以外的 另一重要自聚反应。 2 r n c o _ r n = c = n r + c 0 2 ( 4 ) 异氰酸酯的封闭反应 异氰酸酯可与一些弱反应性活性氢化合物反应，得到的产物常温下稳定，在 一定条件下可逆向反应，这就是圭| 闭( b l o c k i n g ) 和懈封( u n b l o c k i n g ) 反应。 ( 5 ) 异氰酸酯的其它反应 另外异氰酸酯还日j 与羧酸、环氧树脂及羧酸酐反应。 上p悯人y 山东大学硕士学位论文 1 3 分类组成及性能 水性聚氨酯则是是相对于溶剂型聚氨酯而言的，是将聚氨酯粒子分散在水的 连续相中形成的二元胶体体系，属于( a b ) n 型的嵌段聚合物。根据水性聚氨酯 的外观和粒径可以将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液( 粒径 0 1 岬，外观不透到半透) 。但习惯上后面两种体系又统称为聚氨酯分散体或 聚氨酯分散液，并没有严格的界定。水性聚氨酯分散体或分散液在实际应用中较 多，水溶液较少【习。 表1 2 水性聚氨酯的分类及性能 水性聚氨酯主要有软段和硬段构成。其中软段是构成主链的原聚氨酯分子链 一般为线性结构。硬段则是镶嵌于分子链上的一些小分子基团，包括一般的小分 子的醇和胺和起到水性化关键作刖的亲水基团像是羧酸盐。 大多数聚氨酯全少由三种基本原料组成： 长链聚醚或聚酯多元醇：二异氰酸酯：乙二醇、水或二胺( 扩链剂) 。 从化学性质上看，这些产物介于上述两种典型的双组分聚氨酯之间。然而从 聚合物物理学的观点看，这是一类以主链嵌段结构( 嵌段共聚物结构) 为特性的 新型弹性体。这些聚氨酯的二级和三级结构及其形态，必然取决于链的嵌段化学 组成和长度。产品的性能之所有优异，就是它具有两相或多相结构的结果。虽然 相混的两相反应混合物在反应过程中是均匀的，但在反应完成后，义明显的i 口i 呈 8 取决于其聚合物链之问可能的相互作用( 链问力) 。 聚氨酯的性能可以分为两个极端。在高的结晶度和许多一n h 一和c o 一集 团之间存在大量氢键的情况下，聚氨酯具有很高的硬度、强度和低的溶解度。而 由长链的非结品、无支化o h 基聚醚或不含游离的或低分子量乙二醇的o h 基的 聚酯，与计算量的二异氰酸酯反应，得到的软质弹性体产品的性能则代表了聚氨 酯性能的另一方面。分子问力主要是聚醚链段间和聚酯链段间的范德华力，因此 硬度及强度较低。其产品具有类似橡胶的性能，以x 射线分析方法测定其聚合 物形态是无定型的。这砦性能湿示的是主要分子网络的性能，它们主要决定于高 分子量的聚二元醇的化学结构、链长及支化度。随着链刚性的提高( 高度结晶的 或者玻璃态的聚酯) 、链长的减小及交联密度的增加，可以得到较有刚性和密结 的网络，即较硬的和低弹性产物。 i a 制备方法 水性聚氨酯的合成一般主要有两个步骤。 第一步，由具有至少含两个活泼氢基团的低聚物大分子与多异氰酸酯反应形 成端异氰酸酯基的大分子或者中高分子量的聚氨酯预聚体。 第二步，在剪切作用力下分散于水巾。具体又可以分为两种方法，分别为外 乳化法和自乳化法。 所谓外乳化法实质足将端昴氰酸酯的聚氨酯预聚体在适当的乳化剂和强剪 切力下在水中分散或乳化。首先制得适当分子量的聚氨酯预聚体，然后向其中加 入乳化剂，强烈搅拌将预聚体在水中强制分散，形成粗粒分散体，然后再送入乳 化器形成粒径适当的分散体。制成聚氨酯分散体或分散体。预聚体的粘度越低， 越易于乳化，加入少量可溶于水的有机溶剂也有益乳化。l 司时凶为氨基与一n c o 基团反应比水快很多，所以外乳化法多数情况下可在水巾扩链( 常用二胺) ，生 成大分子的聚氨酯一聚脲分散体。这种方法关键是选择合适的乳化荆，但冈制得 的分散体及其粗糙凡不稳定，对设备的要求也很高，使得这种方法应用很受限制。 9 山东大学硕l 二学位论文 外乳化法制备的聚氨酯分散体胶体稳定性较差，由于分散体中残留的小分子 亲水乳化剂会影响固化后聚氨酯薄膜的性能，所以仅适于材料的表面处理，如羊 毛的不粘处理等。而白乳化法消除了此弊病。 自乳化法则是向端异氰酸酯的聚氨酯预聚体中引入亲水性的离子基团或者 亲水链段，不需要乳化剂。由于自乳化法赋予聚氨酯分子亲水性，在乳化阶段不 需要强力的搅拌和外加乳化剂，制成的分散液粒径小，且分布窄，分散液贮存稳 定，成膜后力学性能及其他应用性能优良。 自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法【6 】。水性聚氨 酯区别于溶剂犁聚氨酯的关键在于其以水为分散介质，因此，制备水性聚氨酯的 关键就是要将聚氨酯水性化，图1 1 列出了几种水性化的主要方法f 7 州。 广外乳化法( 外加乳化剂) 水性化方法_ l 厂水溶性原料泫( 如聚乙- 二醇) l l 自乳化法一卜熔融分散法 p 同体自分散法( 含有亲水组分，低聚物， l使用时需在水中扩链或交联) l r 棚转变法( 亲水溶剂，含亲水基团) p n c o 封端法( 低聚物，。般需加热交联) l lr + 水扩链 l 水中扩链寸r 胺类、肼类扩链 卜酮亚胺 l 酮连氮 图1 1 聚氨酯水性化的几种方法 1 5 水性聚氨酯的应用 水性聚氨酯最初的应用主要局限在皮革和纤维处理剂，随着水性聚氨酯产品 性能的提高，其应用范围也开始变广，逐渐扩展到涂料、胶黏剂、纺织整理、涂 层等领域【1 0 】 ( 1 ) 皮革涂饰剂 涂饰是皮革生产过程巾的一个很重要的环节，采用有机树脂进行涂饰可以增 l o l j j 尔大学硕l 学f 妒论文 加皮革美观和耐用性能，太高皮革质量。聚氨酯与常规使用的丙烯酸树脂分散体 涂饰剂相比，具有低温性能好，耐磨，手感丰满柔软等优势。 国外最早在2 0 世纪7 0 年代初成功的将水性聚氨酯用于皮革涂饰剂，现荷兰 s t a h l 、德国b a y e r 、b a s f 等大公司已经形成系列产品。我国在7 0 年代中后期开 始聚氨酯分散体涂饰剂的研制，8 0 年代初，成都科技人学、安徽人学、晨光化 工研究院、丹东轻化研究院等单位相继开始这项研究。后来经过国家七五和y l 五科技攻关支持，我国皮革用水性聚氨酯涂饰剂形成相当的生产规模。经过这 么多年米的认识和研究开发，在皮革涂饰剂中的应用较为成熟。从品种方面，有 阳离子型、阴离子犁、聚酯犁、聚醚犁、光固化犁水性聚氨酯皮革涂饰剂等，另 外还有有机硅改性水性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯以及硝化纤维改性水性聚氨酯 皮革涂饰剂的研究和生产；在功能方面，从光亮剂、底中顶涂剂、皮革补伤剂到 填充性树脂等都有产品，部分产品接近或者完全达到国外发达国家研究水平。 ( 2 ) 水性聚氨酯涂料 水性聚氨酯以水为稀释溶剂，对环境友好，便于施工。通过交联反应或者引 入特定官能团实现对其的改性，可以提高其耐溶剂性和耐水性，使其综合性能接 近溶剂性聚氮酯涂料的性能。水性聚氨酯涂料的应用领域包括：木器家具漆，地 板漆，内外墙涂料，汽车o e m 漆，防腐涂料，p v c 地板罩而漆，可剥涂料，皮 革、纸张、织物、橡胶等软性材料涂层，汽车、机车、飞机及商用设备塑料部件 表面涂料等等【。 ( 3 ) 水性聚氨酯胶粘剂 水性聚氨酯胶粘剂具有低有机溶剂挥发，不易燃，无环境污染等优势，是聚 氨酯胶粘剂的重点发展方向之一【1 2 1 。 从树脂的大致组成来区分的话，可以将水性聚氨酯胶粘剂分为普通水性聚氨 酯分散液胶和水性乙烯基聚氨酯胶两大类。普通的水性聚氨酯胶粘剂主要以含氨 基甲酸酯键水性聚氨酯分散液为主体或者采用多异氰酸酯交联剂来实现胶粘效 果：而乙烯基水性聚氨酯胶粘剂则以乙烯基分散体为基础，采用p a p i 作为交联 剂，丰要用于木材加j l ：。 ( 4 ) 织物整理剂 织物纤维特别是天然纤维遇水十燥会出现膨胀和收缩的现象，于是就会发生 位移，这就导致了丝绸和布纤维的起皱。为了避免这一现象，并且保持手感，一 1 1 山东大学硕j ：学位论文 般需要用整理剂进行整理。 织物的防皱、防缩以及免烫整理，一般采用氰醛树脂、脲醛树脂等。这些树 脂具有较大的刺激性气味，在整个施用过程中造成很大程度的环境污染，并且易 形成甲醛残留，危害人体健康。而水性聚氨酯不含有甲醛成分，具有良好的弹性 和成膜性能，可以部分甚至全部的取代醛基树脂作为整理剂或者柔顺添加剂，已 经被用于各种织物纤维的整理剂，如，丝绸织物的硬挺、防皱整理，涤纶织物的 防起毛、起球整理、棉织物仿麂皮涂层整理、各种纤维的涂料染色整理等。 ( 5 ) 玻璃纤维上浆剂 玻璃纤维主要作为纤维增强颦料的增强材料，但是单纯的玻璃纤维具有脆性 大，摩擦易带静电，表面光滑，不易和树脂粘结等缺点。所以在玻纤制造使用过 程重必须使用上浆剂。上浆剂的作用是在玻纤表面形成一层厚而韧的保护膜，防 止纤维损伤同时具有良好弹性来适应其高速拉丝t 艺。聚醋酸乙烯酯分散体、水 性聚酯、水性环氧树脂等都曾被用来做卜浆剂的成膜物质。聚氨酯优异的弹性、 耐磨性能和优良的粘结能力使得其成为很好的玻璃纤维成膜树脂。因玻璃纤维表 面具有阴离了的性质，所以一般采用阳离子水性聚氨酯做为成膜成分。 ( 6 ) 织物涂层剂 聚氨酯做涂层的织物具有涂层溥、弹性好、耐溶剂、手感好、耐低温、耐磨 损、防水透湿等优点，可以拥有有多种功能多种用途。水性聚氨酯织物涂层剂一 般采用脂肪族二异氰酸脂来生产，其韧性和硬度通过改变软硬段比例来实现，其 耐磨性、强度和耐