氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯胶膜性能的影响

氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯胶膜性能的影响

随着国家对VOC排放的控制以及人们环保意识的增强，具有不燃、无毒、无污染等特点的水性聚氨酯( WPU)逐渐受到人们的青睐。然而，由于亲水基团的引入导致水性聚氨酯胶膜的耐水性、热稳定性以及力学性能变差，从而限制了其应用。

为了弥补水性聚氨酯的缺陷，提高其综合性能，扩大其应用范围，需要对其进行改性。硅烷偶联剂中硅原子独特的化学性质使其具有低表面能，在成膜过程中硅原子会向表面富集，赋予聚合物涂膜优良的耐水性、耐油污性和耐候性。

硅烷偶联剂的加入可以有效地改善聚氨酯胶膜耐热性差的缺点。同时，硅烷氧基在聚氨酯水分散时易水解形成硅羟基，在成膜过程中易脱水而形成致密的硅氧硅三维交联网络，使得胶膜的力学性能和耐水性都得到提高。

本文采用3－氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对WPU进行封端改性，将硅氧烷链段引入到WPU的分子链中。本文主要研究KH-550的用量对水性聚氨酯胶膜性能的影响，为KH-550改性水性聚氨酯提供有价值的理论依据。

未改性的WPU胶膜的吸水率很高，当偶联剂KH-550加入量达9%时，吸水率可以降至理想状态。未改性的WPU胶膜在丙酮和乙二醇丁醚中几乎全部溶解，KH-550改性后的胶膜在二者中浸泡后出现软化现象，但未发生溶解现象。改性的WPU胶膜耐溶剂性强。

通过偶联剂KH-550改性，胶膜硬段初始分解温度有所提高，且随着KH-550用量的增加，胶膜初始分解温度继续提高，这说明KH-550改性对WPU硬段的耐热性有所改善。

KH-550用量为3%时，损耗模量达到最大值，说明KH-550用量为3%时，聚氨酯胶膜的韧性最强。当KH-550用量为6%时拉伸强度达到最大值。KH-550的加入可以很大程度地提高WPU胶膜的机械性能。