DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.26.243
2015 NO.26
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有机硅改性聚醚对提高聚氨酯涂料疏水性的研究
张鹏1 黄日明2
(1.江西省科学院应用化学研究所;2.江西制造职业技术学院 江西南昌 330029)
摘 要:以甲苯二异氰酸酯、有机硅改性聚醚多元醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯。红外光谱测试表明有机硅聚合物已被化学键嵌入聚四氢呋喃(PTMG)软段中及以改性PTMG为软段的聚氨酯分子链中。通过有机硅含量对涂膜性能的影响研究表明,适量有机硅的引入提高了固化涂膜的耐水性、粘结性和机械强度。关键词:聚氨酯 有机硅改性 双组分 聚氨酯涂料中图分类号:TQ324
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2015)09(b)-0243-02
聚氨酯具有力学性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能,是一种应用领域极其广泛的高分子材料。而有机硅具有无机Si-O键,而且有机硅氧烷的单分子体积大,内聚能密度低,这样将有机硅氧烷引入聚氨酯分子的主链或侧链上,可以提高产品的耐磨耐腐蚀等性能。同时它又具有-CH3等有机基团,接在硅上的-CH3等有机基团使之具有很低的表面张力、很强的憎水性。有机硅改性聚氨酯弹性体涂料的临界表面张力低,吸水性低,因此，通过吸水而带入的灰尘就少,从而提高了涂膜的耐玷污性。另外,涂膜临界表面张力低、吸附污染
物的能力也降低。涂膜拒水透气,防止霉菌和藻类对涂料和基材的侵蚀。
1 实验
1.1 原理
通过硅氢加成将硅烷水解中间体引入聚醚多元醇链主链或侧链中,将该改性聚醚多元醇与多异氰酸酯进行合成反应,形成聚硅氧烷聚醚为混合软段的含硅氧的异氰酸酯预聚物,该预聚物为甲组分与含固化剂或含羟基的其他树脂为乙组分,组成双组分涂料。
表2 样品红外图吸收峰对应官能团波长（cm） 3294.17 2274.14 1730.45 1106.24 1599.94 803.54 865.22 -1.com.cn. All Rights Reserved.表1 有机硅改性聚氨酯的性能效果对比
性能指标 表干时间/h 拉伸强度/MPa 附着力 柔韧性/mm 断裂拉伸率/% 吸水率% 未改性聚氨酯 0.5 7.1 1级 1 360 2.2 有机硅改性聚氨酯 0.5 7.0 1级 1 380 0.8 对应官能团 氨基甲酸酯的N–H伸缩振动峰 -NCO的不对称伸缩振动峰 氨基甲酸酯的C=O吸收峰 氨基甲酸酯C-O-C伸缩振动峰 Si-O-Si不对称伸缩振动峰 异氰酸酯中苯环吸收峰 Si-CH3吸收峰 Si-OH吸收峰 图1 有机硅改性聚氨酯涂料样品进行红外吸收光谱分析图
(下转245页)
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验员在场；(2)在电梯检验过程中,与检验无关人员不得擅自进入到底坑、井道等危险区域。
2.5 加强预案、预警工作,妥善处理突发事故
根据电梯检验工作的特点,以及电梯间隙过大可能出现的安全问题来制订相应的防范措施和应急处置预案。一是做好紧急情况下的预警工作,及时发布有关预警信息,落实各项预防措施。二是作好各类突发事故应急处置工作,要确保24h通讯畅通,对发生重大电梯检验安全事故,要按有关规定及时上报,妥善处置,严禁迟报、漏报和瞒报。三是做好各类电梯检验危险源事故的应急预防演练工作。
2.6 从细节入手,合理预防危险源
(1)制定切实可行的电梯检验管理制度、作业规范、程序文件、操作规程、作业指导书等,对“间隙过大”问题予以系统分析,制定对策;(2)通过安全教育培训来提高广大电梯检验从业人员的工作能力和安全意识;加强电梯井道内表面与轿厢门框、轿门或地坎的间隙检验测试、测量、检查、监督工作;(3)一旦在现场电梯检验过程中发现有安全事故的隐患和苗头,那么应该在第一时间内停止电梯检验作业,然后对其原因进行分析,并采取相应的预防措施和纠正措施;(4)所有安全隐患均应该安排专人跟踪督导整改。对于检查中发现的各种安全隐患,按照《隐患通知书》要求规定整改时限期满后,予以复查,复查合格后方予再次进行电梯检验作业,确保安全隐患整改的实效,从而促进安全检验。(上接243页)
1.2.1 主要原料
甲苯二异氰酸酯 (TDI80/20)；聚环氧丙烷二醇(PPG-1000)甲基三乙氧基硅烷；氯铂酸；432醇酸树脂(羟值:60～80)；醋酸丁酯
1.2.2 合成工艺
含硅异氰酸酯预聚物:将计量的聚醚多元醇PPG、氯铂酸、醋酸丁酯加入反应釜中,滴加适量甲基三乙氧基硅烷水解中间体产物,通入氮气作为保护,100℃保温反应3h,再降温至90℃滴加计量的二异氰酸酯,控制-NCO/-OH摩尔比为1.1。
以醇酸树脂为乙组分,与含硅多异氰酸酯预聚体组成双组分涂料。
拉伸试样的制备:选取长200mm、宽120mm的玻璃板作为模具,将聚氨酯预聚物与乙组分混合均匀后注入其中,使玻璃板保持水平以保证固化后的膜厚度均匀,待固化完全后揭膜,制成拉伸试样。
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3 结语
综上所述,电梯检验工作中永恒的主题是安全,为了确保电梯的安全检验,务必要坚持“预防为主、安全第一”的指导方针,尽力避免出现电梯检验间隙过大的情况,树立安全发展理念,将电梯检验的危险源控制在萌芽状态。
参考文献
[1]庄岩.电梯检验事故原因及预防措施探索[J].广东科技,2014,
22(10):120-124.
[2]张聿圳.变电站工程电气安装施工综合管理研究[J].能源与节
能,2014,15(4):111-114.
[3]田平.在用电梯检验过程中的危险源与安全控制分析[J].企业
技术开发，2014,17(9):120-124.
[4]王明悦.电梯检验工作中容易被忽视的问题分析[J].黑龙江科
技信息,2014,15(6):130-133.
[5]来清民,胡荷娟.基于GPRS的多种类别电梯故障远程呼叫系
统[J].河南教育学院学报:自然科学版，2013,12(3):120-124.
对有机硅改性聚氨酯涂料样品进行红外吸收光谱分析见图1所示,图中吸收峰对应的官能团见表2。
从图1中看出,除一些常规的聚氨酯中的官能团吸收峰外,出现的803.54 cm-1、865.22 cm-1 和1106.24cm-1 为有机硅官能团的吸收峰,以及说明有机硅烷水解产物确实接入了聚醚软段中,参与了聚氨酯的合成反应。
1.2 有机硅改性聚氨酯涂料的合成.com.cn. All Rights Reserved.3 结论
有机硅烷水解产物成功接枝聚醚,并参与了聚氨酯的合成反应,形成硅氧聚醚混合软段的弹性体涂料,硅氧烷链悬挂在聚氨酯主链上,有利于硅原子向表面迁移,改善聚氨酯的性能。从吸水率结果比对看出,有机硅改性聚氨酯比未改性聚氨酯涂料有更强的疏水性能,同时也保持了聚氨酯涂料优异的力学性能,在此基础上可进一步研发性能优异的聚氨酯防护涂料。
参考文献
[1]赵富宽，秦秀敏，杨晓慧，等.有机硅改性聚氨酯研究进展[J].弹
性体,2004,14(2):67-71.
[2]周世民，张鹏，陈杰，等.聚醚改性有机硅表面活性剂的合成[J].
精细石油化工,2011,28(3):44-48.
[3]冯思静,高伟华.有机硅环氧复合改性聚氨酯防腐涂料的制备
与性能研究[J].玻璃钢/复合材料,2014(2):4-8.
2 结果与讨论
2.1 有机硅对改性聚氨酯涂料性能的影响
就采用有机硅改性的双组分聚氨酯涂料,对照未添加有机硅的聚氨酯涂料做了性能对照,结果见表1。
从表1所以看出,有机硅改性聚氨酯在保证聚氨酯优异的力学性能的基础上,吸水率明显下降,说明有机硅改性较好的改善了聚氨酯涂料的疏水性能。
2.2 有机硅改性聚氨酯红外光谱分析
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