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  • 1 # 使用者7369556299410

    作為皮革塗飾劑,與丙烯酸樹脂乳液相比,水性Pu乳液的效能更加優越。

    為了更好地理解Pu塗膜的效能,將其與丙烯酸樹脂進行比較。  1)結構比較   (1)分子結構。Pu分子鏈除含有特定氨基甲酸酯鏈段外,一般還含有醚鍵、酯鍵、脲鍵等。PU分子鏈中的聚醚、聚酯鏈段是軟段,內旋轉位壘較低,十分柔軟。而氨基甲酸酯鏈段是硬段,其內聚能密度太,分子鏈剮性高。所以,PU是由分子鏈中軟段和硬段組成的嵌段共聚物。而通常丙烯酸樹脂是由多種不同的丙烯酸酯類單體自由基共聚合得到的無規則共聚物。  (2)聚集態結構。聚合物聚集態結構取決於高分子鏈結構。對於聚氨酯.由於軟段和硬段的差異,導致微區的存在,進而形成微相分離結構。其中硬段中氨基甲酸酯之間可形成氫鍵,通常表現為晶區,使聚合物的強度和硬度提高}而較段聚醚或聚酯鏈段非常柔順,為非晶區,在結構中表現為連續相。而丙烯酸樹脂一般為無規共聚鏈結構,雖然不同單體具有不同的效能,但無規結構使得整體效能在某種程度上均化,其聚集態結構為均相結構。  2)效能比較   (1)T88和黏流溫度。作為皮革塗飾劑使用,聚合物的T8和黏流溫度決定了其耐寒性和耐熱性。若溫度低於T8,則塗層變得硬而脆,易發生斷裂;若高於黏流溫度,則塗層會出現發黏現象。一般丙烯酸樹脂因是均相結構,擁有單一的L和黏流溫度,只通過調整不同的單體及配比來改變L,是很難兼顧耐高溫和耐低溫效能的。常用的普通丙烯酸樹脂塗飾劑“熱黏冷脆”的缺點即緣於此。而PU為微相分離的兩相結構,表現出兩個L,軟段有極低的T8,一般為一loo~70℃;而硬段有較高的L,通常在80℃左右。可見,在軟段分子鏈被凍結之前,Pu材料表現為彈性,其脆折溫度取決於軟腔的T8;而硬段鏈節被熔化之前,保證了材料的機楫|生能,其耐熱性取決於硬鏈段的T8。簡單地說,就是軟段提供耐寒效能,硬段提供耐熱效能。  (2)力學強度。從Pu與丙烯酸樹脂兩者的應力應變曲線可以發現,PU表現為低應變下柔軟,高應變下則高強高硬。這是由於在低應變下軟段提供了柔軟彈性,當應變增加,該軟段被完全拉伸後,再進一步的拉伸則是硬段分子鏈的被拉伸,此時則是高硬高強。也就是說,Pu表現出一種應變增強現象。所以作為皮革塗飾劑,Pu可獲得十分柔軟又有較高強度的塗膜。而對於丙烯酸樹脂,則沒有此種特性,當要提高柔軟度時,往往會損失塗膜的硬度和強度,反之亦然。  (3)彈性與回彈性。PIJ被拉伸時,首先是軟段分子鏈從捲曲變為伸展,當外力消除時,伸展的分子鏈又恢復到捲曲狀態,而硬段在一定的應力範圍內不會出現分子鏈間的滑動,為軟段提供了一個同定點,使其分子鏈間在拉伸過程中不存在相對滑動。所表現出的彈性非常類似硫化橡膠。而未交聯的丙烯酸樹脂,分子鏈之問缺乏固定點,在拉伸過程中就可能出現滑動,表現為應力消除後可能出現永久變形。  (4)週期應力下的行為。雖然PU本體材料因在週期應力作用下會產生內部蓄熱現象,引起其耐撓曲性不十分理想。但對於皮革塗飾而言,因為塗層極薄,熱能可以及時散發,並且硬段晶區恢復過程較慢,在晶區未完全恢復時下一週期已經開始。在週期應力作用下,硬段晶區結構會被不斷破壞.材料變得更加柔軟,表現為應力軟化現象。這種行為對塗層的耐撓曲性是有利的。而丙烯酸樹脂因其結構的原因,要達到高的耐撓曲效能是困難的。  (5)耐摩擦效能。Pu具有優良的耐磨效能,這仍然是由於其硬段晶區結構的存在。其作為皮革塗飾劑,則應表現為具有良好的耐乾擦和耐溼擦效能。然而,由於水性HJ分子鏈中親水性離子基團的存在,其耐溼擦效能不夠理想,需要採取諸如交聯等方式予以提高。  (6)耐有機溶劑。Pu硬段形成的晶區,一般不易被溶劑破壞.從而使其塗層顯示出一定的耐溶劑效能,若進一步化學交聯,可獲得優異的耐溶劑性。對於丙烯酸樹脂,要達到優異的耐溶劑性.則必須進行高度交聯。但過度交聯會對塗層的其他效能產生負面影響。  (7)成膜效能。PU樹脂成膜過程與丙烯酸樹脂乳液的相似。高分子乳液的成膜過程,首先是水的揮發,使乳液進一步濃縮,乳膠粒子相互接近,在水分基本揮發完後,乳膠粒子則在基體上緊密堆積,且粒子變形,粒子緊密黏合形成強度較低的連續膜,進而粒子間分子鏈相互滲透,進一步調整,達到熱力學穩定結構,從而形成具有一定強度的膜。可見,高分子乳液的成膜效能取決於乳腔粒子的可變形性及分子鏈擴散運動效能,溫度在整個成膜過程中起到了重要作用。實驗表明,在各種硬度下Pu乳液的最低成膜溫度都小於室溫,具有良好的成膜效能。而丙烯酸樹脂乳液,隨著硬度增加,最低成膜溫度提高,達到一定程度後,則在常溫下不能成膜。  (8)配伍效能。在實際塗飾配方中,通常是多種材料混合使用,樹脂的配伍效能非常重要。這裡所指的配伍效能不僅指由多種不同材料混合不產生沉澱的效能,更重要的是指這樣配伍後成膜組分的相容性。通常,兩種及兩種以上的材料效能相差越大,相容性越差。極軟的丙烯酸樹脂和極硬的丙烯酸樹脂高分子鏈之間的效能差異達到一定程度就會失去相容性,二者混合後得到的膜為兩相結構。這種兩相結構與PU的兩相結構具有本質的區別。對於PU而言,硬段與軟段之間呈現微相分離結構,仍然具有較好的相容性。另外,PU因具有良好的成膜效能,使其在塗飾配方中對其他非成膜物質(如顏料、填料、手感劑等)有極好的包容性,即配伍效能照好。而丙烯酸樹脂的包容性相對遜色一些。  由此可見,PU與丙烯酸樹脂結構上的重大差異決定了它們效能上的差異。

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