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传统聚氨酯固化剂多是溶剂型,其所含游离的NCO基团和溶剂对人类和环境造成巨大危害。随着人类环保意识的增强,水性聚氨酯固化剂亦随之产生。本实验中合成了一系列水性聚氨酯固化剂(Curing Agent of WaterbornePloyurethane,CA),分别考察了异氰酸酯的种类、亲水基团的类型和聚乙二醇的用量对固化剂性能的影响。选用不同异氰酸酯为原料分别合成了六亚甲基二异氰酸酯(HDI)型固化剂(H-CA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)型固化剂(I-CA),并固化相同的水性聚氨酯主剂,分别得到水性聚氨酯胶黏剂H-WPU和I-WPU,考察了异氰酸酯种类对固化剂性能的影响。结果表明,固化温度相同时,H-WPU的固化时间明显比I-WPU短,当固化温度为80oC,CA用量为3%时,H-WPU和I-WPU的固化时间均为最短,分别为26s和80s。WPU的剥离强度随着固化剂用量的增加和固化温度的升高而增大,当固化温度及固化剂用量相同时,H-WPU的剥离强度比I-WPU大,当固化温度为60oC,固化剂用量为3%时,H-WPU的剥离强度达到最大值,为0.219kN/m。WPU的流动性随着固化剂用量的增加而提高,当固化剂用量相同时,H-WPU的流动性明显比I-WPU差。此外H-WPU的起始分解温度(Tonset)和最大分解速率温度(Tmax)均高于I-WPU。采用HDI和含有不同亲水基团的单体分别合成了阴离子型二羟甲基丙酸固化剂(D-CA)、非离子型聚乙二醇固化剂(P6-CA)、非离子型聚乙二醇固化剂(P20-CA)、二羟甲基丙酸和聚乙二醇600混合型固化剂(D-P6-CA)、二羟甲基丙酸和聚乙二醇2000混合型固化剂(D-P20-CA),研究了亲水单体对固化剂性能的影响。结果表明,阴离子型固化剂粘度最低,混合型固化剂居中,非离子型固化剂粘度最大,对于纯聚乙二醇体系,随聚乙二醇分子量增大,固化剂粘度随之增大。水性聚氨酯胶黏剂(WPU)的固化时间随着固化温度的升高和固化剂用量的增加而缩短,且WPU的剥离强度随着固化温度的升高和固化剂用量增加而增大;当固化剂用量从1%增大到3%,WPU的剥离强度逐渐增大,且固化温度为60oC,固化剂用量为3%时,剥离强度均达到最大值。WPU的流动性随着固化剂使用量的增加而提高,且其总体趋势是V(D-WPU)<V(P6-WPU)<V(D-P6-WPU)<V(P20-WPU)<V(D-P20-WPU)。经不同固化剂固化后,WPU的Tonset和Tmax均随着固化剂用量的增加而增大。采用HDI与三羟甲基丙烷(TMP)合成三聚体,聚乙二醇600(PEG600)作为亲水单体,通过改变PEG600与TMP的摩尔比(nPEG600/nTMP)合成了一系列水性聚氨酯固化剂,考察了nPEG600/nTMP对固化剂性能的影响。结果表明,固化剂乳化性能随着nPEG600/nTMP的增大而提高;固化剂的粘度随着nPEG600/nTMP的增大而增大,且当nPEG600/nTMP为1.9时粘度突增,此时固化剂各方面性能均较差。固化剂固化主剂后,WPU的剥离强度明显提高,当nPEG600/nTMP为1.6时,WPU的剥离强度最大,为0.171kN/m,当nPEG600/nTMP为1.9时,胶黏剂的剥离强度最小,为0.114kN/m。