水性含氟聚氨酯纳米SiO2复合乳液的研究(4)
水性聚氨酯涂料制备中常用的低聚物多元醇，以聚酯二醇、聚醚二醇居多，有时还使用聚醚三醇，低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等。由于聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，而且常用的聚氧化丙烯二醇的价格较低，大多数水性聚氨酯开发均以此为原料。
（2） 多异氰酸酯
常见的二异氰酸酯品种列于表1-2，其中任何一种都可用于制备水性聚氨酯，不同品种的选择主要是根据产品性能的需要和生产成本的权衡。其中TDI产品强度高、成本较低，但容易变黄；而HDI产品不易变黄，但成本高且毒性较大。
表1-2 不同二异氰酸酯的比较
二异氰酸酯 特点
TDI 易挥发，强度高，遇光不稳定，成本低
MDI 不易挥发，常温为固体，强度高，低毒
HDI 不变黄，强度低，毒性大
IPDI 不变黄，强度高，活性较高，成本较高
H12MDI 不变黄，强度高，活性小
不同二异氰酸酯的反应活性有一定的差别，它们之间的活性关系表示如下：
2，4-TDI>MDI>2，6TDI>HDI>IPDI>H12MDI
R-CO中，R基团对异氰酸根的反应活性影响很大。若R共扼吸电子，能使-NCO中碳原子的电子云密度更加降低，使得亲核反应更易进行，提高了二异氰酸酯的反应活性[4]。由此可以看出，芳环于异氰酸酯形成的共扼结构极大的提高了异氰酸酯的活性。
（3） 扩链剂
水性聚氨酯制备中，常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除此之外还常使用1，4-丁二醇、乙二醇、一缩乙二醇、己二醇、乙二胺、二乙烯三胺等扩链剂。由于胺于异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳液分散的同时进行扩链反应。
（4） 水
水是水性聚氨酯涂料的主要介质，为了防止来自水中的Ca2+、Mg2+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯涂料的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质外，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散于水的同时，水也参与扩链反应。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯一脲乳液(分散液)，聚氨酯-脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘附力，脉键的耐水性比氨酯键好很多。
（5） 亲水性扩链剂
亲水性扩链剂，即为引入亲水性基团的扩链剂。这种扩链剂中常会有梭基、磺酸基及仲胺基等，当结合到聚氨酯分子中时，使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团。
（6） 成盐剂
成盐剂是一种能与羧基、磺酸基团、叔氨基或脲基等基团反应，生产聚合物的盐或者说生成离子基团的试剂。阴离子型聚氨酯乳液的常见的成盐剂有氢氧化钠、氨水、三乙胺。阳离子型聚氨酯乳液的成盐剂有HCI、CH3COOH等酸及CH3I、(CH3)2SO4、环氧氯丙烷等烷基化试剂。
（7） 溶剂
在聚氨酯乳液制备中，有时预聚物粘度很大，以致难以搅拌，而预聚物在水中的乳化需剧烈搅拌，粘度低有利于搅拌。为了利于预聚物的分散可加入适量的有机溶剂。主要采用丙酮、甲乙酮、N，N-二甲基甲酞胺、N-甲基毗咯烷酮等水溶性或亲水性有机溶剂和甲苯等憎水性溶剂。
1.2 纳米二氧化硅
1.2.1 纳米二氧化硅的概述
纳米二氧化硅为无定型白色粉末，是一种无毒、无、无污染的无机非金属材料，其颗粒尺寸小，粒径通常为20～200nm，化学纯度高，分散性好，比表面积大，耐磨、耐腐蚀，是纳米材料中的重要一员。由于纳米二氧化硅表面存在不饱和的双键以及不同键合状态的羟基，具有常规粉末材料所不具备的特殊性能，如小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应、宏观量子隧道效应和特殊光电性等特点[4]，因而表现出特殊的力学、光学、电学、磁学、热学和化学特性，加上近年来随着纳米二氧化硅制备技术的发展及改性研究的深入， 纳米二氧化硅在橡胶、塑料、涂料、功能材料、通讯、电子、生物学以及医学等诸多领域得到了广泛的应用。
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