水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一種聚氨酯溶液或乳液，廣泛用于輕紡、皮革加工、粘合劑、涂料等領(lǐng)域。

      水性聚氨酯是皮革涂飾劑的一大亮點(diǎn)，是一種既能滿足安全、健康、環(huán)保要求又具有卓越應(yīng)用性能的皮化材料，得到業(yè)內(nèi)人士的高度重視和普遍接受。在皮革加工中，經(jīng) WPU 處理后可使皮革有耐磨、耐寒、透氣、耐老化、質(zhì)地柔軟以及美觀等優(yōu)點(diǎn)，使成革等級(jí)大大提高。近年來，隨著皮革涂飾劑的大量應(yīng)用，其存在的一些問題也逐步暴露出來，其中水性聚氨酯作為皮革涂飾劑使用時(shí)消泡難成為行業(yè)中的一大難點(diǎn)。

      目前解決消泡的通用方法是使用時(shí)將水性聚氨酯的固含量稀釋到20%或加大消泡劑的用量，但消泡效果并不理想，而且對(duì)成膜后的皮革表面造成了不良的影響。

      本文以聚醚、甲苯二異氰酸酯、1， 4- 丁二醇、二羥甲基丙酸等為原料合成了中硬水性聚氨酯皮革涂飾劑，選擇不同的消泡劑，并進(jìn)行復(fù)配，尋找效果最佳且對(duì)膠膜影響最小的消泡劑。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 水性聚氨酯的制備

      將聚醚組分在 120 ℃、0.085MPa 的真空下脫水 1 h，降溫到 50℃加入 TDI，在 80 ℃下合成預(yù)聚體，測(cè)定 NCO 含量達(dá)到或低于計(jì)算值，再加入 DMPa 和 BDO，在85 ℃保溫反應(yīng) 2.5 h，期間必要時(shí)加入適量的丙酮降黏，測(cè)定 NCO 含量達(dá)到或低于計(jì)算值，并降溫至40 ℃，加入三乙胺中和 30 min，并降 溫 至 室 溫 。 再高剪切乳化15~30 min，得到含丙酮的乳液。加入消泡劑，在 35 ℃下減壓抽除丙酮得到成品。

2.2 消泡劑效果的測(cè)定

      考察消泡劑抑泡性能常用的方法有量筒法、高速攪拌法（分泡沫液位測(cè)定法和比重法） 、循環(huán)法、鼓泡法、振動(dòng)法。振動(dòng)法：將試料加至試驗(yàn)罐中，按規(guī)定時(shí)間振動(dòng)后測(cè)定密度。本文采用振動(dòng)法和泡沫液位法測(cè)定消泡劑的消泡效果。泡沫液位測(cè)定法：在具有 1mL 分刻度的 200 mL 圓形燒瓶中加入 100 mL 水性聚氨酯分散體，添加等量的各種消泡劑，高速攪拌，時(shí)間為 150 s，轉(zhuǎn)速為 3000r/min， 5 min 后觀察記錄泡沫高度并計(jì)算起泡率。

      振動(dòng)法：在“快手”油墨分散儀上振動(dòng) 20 min，振動(dòng)頻率為 550r/min。5 min 后觀察記錄測(cè)定振動(dòng)后的密度和泡層。

3 結(jié)果與討論

3.1 水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑的理化指標(biāo)

      表 1 是水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑的主要技術(shù)指標(biāo)。與國家輕工業(yè)局 1998- 11- 25 批準(zhǔn)的制革用水乳型聚氨酯涂飾劑標(biāo)準(zhǔn)（QB/T 2415- 1998）的技術(shù)指標(biāo)對(duì)照得知，該系列產(chǎn)品達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.2 不同種類的消泡劑用量對(duì)水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑的消泡效果

      常用于水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑的消泡劑有礦物油類、改性有機(jī)硅類、合成有機(jī)極性化合物類三大類。礦物油類消泡劑在乳膠漆中使用較為普遍，其主要成分為礦物油，并含有表面活性劑分子的吸收劑 （通常為二氧化硅） 和起乳化作用的非離子表面活性劑，它可能會(huì)使漆膜產(chǎn)生一些弊病，如失光、發(fā)霧等現(xiàn)象。

      有機(jī)硅類消泡劑中主要成分為有機(jī)硅樹脂，常通過改性或乳化有機(jī)硅樹脂以提高其與涂料體系的相容性，以避免漆膜出現(xiàn)縮孔和魚眼。合成有機(jī)極性化合物類消泡劑中含有較低的表面活性劑及一些難溶于水的有機(jī)聚合物等。本實(shí)驗(yàn)在這三大類中選擇了幾種消泡劑，初步考察了消泡劑用量對(duì)膠膜的影響，如表 2 所示。

      從表 2 中可以看出，對(duì)聚硅氧烷改性聚醚類消泡劑 ，含SiO2 消泡效果最好，用量一般在 3‰~4‰就可以取得明顯的消泡效果且對(duì)膠膜的亮度沒有影響。由于消泡劑中含有有機(jī)硅，成膜后手感好、粘附力強(qiáng)，隨用量的增加消泡劑帶入的SiO2 逐步增多，致使膠膜開始發(fā)霧，但是其價(jià)格稍貴一些。礦物油類消泡劑效果最差，用量增加到6‰才能初見效果，再增加則影響膠膜的亮度，主要是由于礦物油類消泡劑是利用了與水性聚氨酯的不相容性來消泡，當(dāng)用量增加到一定程度時(shí)，影響了聚氨酯膠膜的微相分離，從而導(dǎo)致了膠膜發(fā)霧，其使用界限不夠明顯，在生產(chǎn)使用過程中對(duì)操作要求較高，對(duì)膠膜的手感、粘附力不但沒有提升反而略有下降， 但價(jià)格相對(duì)較為便宜。合成有機(jī)極性化合物類消泡劑效果居中，對(duì)膠膜的手感、粘附力無明顯的影響，用量一般在 3‰~4‰就可以取得明顯的效果且對(duì)膠膜的亮度沒有影響，價(jià)格適中，性價(jià)比較高。綜上所述，綜合消泡效果和對(duì)膠膜的影響逐步選擇 A 類消泡劑用量為4‰， B 類消泡劑用量為 2.5‰， C類消泡劑用量為 7‰， D 類消泡劑用量為 4‰。

3.3 不同種類的消泡劑對(duì)水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑的消泡效果

      將不同消泡劑加入 50 g 水性聚氨酯乳液皮革涂飾劑中，經(jīng)過泡沫液位測(cè)定法和振動(dòng)法測(cè)定結(jié)果見表 3。

      由表 3 以看出，振蕩法量筒法和量筒法對(duì)各消泡劑的抑泡性能評(píng)定結(jié)果基本相符。2、3、7、8 號(hào)四種消泡劑無論在振蕩法還是量筒法中消泡效果較為理想，其消泡劑性能由好到差為： 3＞8＞7＞2＞1＞6＞4＞5。

3.4 不同種類的消泡劑的貯存穩(wěn)定性

      按上述表 3 中的用量配制含有 2、3、7、8 號(hào)四種消泡劑的水性聚氨酯皮革涂飾劑，分成兩份，一份保存?zhèn)溆?，另一份裝入密封罐中，在 50 ℃箱中進(jìn)行加速貯存，放置 10 d 后冷卻至常溫。比較貯存前后各消泡劑的抑泡性、消泡性?？疾煜輨┑某志眯韵菪Ч姳?4

      從表 4 中可以看出，在經(jīng)過50 ℃烘箱中進(jìn)行加速貯存試驗(yàn)后，聚硅氧烷改性聚醚類消泡劑的消泡效果下降，而合成有機(jī)極性化合物類消泡劑效果的消泡效果降低不明顯。這主要是聚醚鏈段與聚硅氧烷鏈段之間連接方式的不同，聚醚改性聚硅氧烷可分為 Si- O- C 型 （也稱水解型）和Si- C 型（也稱非水解型），前者疏水性差，易被水解；后者對(duì)水穩(wěn)定。2、3 號(hào)消泡劑為聚醚改性聚硅氧烷類消泡劑，在表 4 中明顯得出 3 號(hào)消泡劑為易水解型消泡劑，其具有快速消泡能力，但不具有長(zhǎng)效性， 2 號(hào)消泡劑的消泡長(zhǎng)效性略好于 3 號(hào)。而合成有機(jī)極性化合物類消泡劑都具有長(zhǎng)效性。

3.4 不同種類的消泡劑復(fù)配效果及其貯存穩(wěn)定性

      為了選擇具有最佳消泡效果的消泡劑，對(duì)效果優(yōu)異的消泡劑進(jìn)行復(fù)配，以 2 號(hào)消泡劑為主體，復(fù)配 7、8 號(hào)消泡劑，用量為各自2‰。使其既具有快速消泡能力，也具有長(zhǎng)效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 5。

      從表 5 中可以看出，聚醚改性聚硅氧烷類 2 號(hào)與合成有機(jī)極性化合物類消泡劑 8 號(hào)效果最佳，用量為各 2‰。

4 結(jié)論

      經(jīng)過分析，篩選出的消泡劑 2號(hào)和 8 號(hào)復(fù)配使用具有極好的脫泡性，較好的抑泡性、消泡性及貯存穩(wěn)定性，不影響漆膜的光澤。其適宜用量為各加 2‰，可有效地消除水性聚氨酯皮革涂飾劑的氣泡及內(nèi)部微泡，提高了裝飾效果。

聯(lián)系我們

合肥恒天新材料科技有限公司

手機(jī)：138-0569-8771（何經(jīng)理）

電話：86-0551-68103252

傳真：86-0551-68103253

郵箱：hengtian_hwh@163.com

地址：安徽省合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)蓬萊路與湯口路交口意大利工業(yè)園鑫云泰B座