水性聚氨酯Dispercoll U54在真空吸塑胶中的应用
2008-09-01 09:33 来源：PUWORLD独家发布
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水性聚氨酯Dispercoll U54在真空吸塑胶中的应用
广州市多纳哈迪化工有限公司 史达君
摘 要：真空吸塑胶是PVC膜复合中纤板(MDF)重要化工产品，Dispercoll. U54水性聚氨酯作为真空吸塑胶的主要成分受到更多的关注。本文说明了真空吸塑胶的性能要求和使用Dispercoll U54水性聚氨酯在真空吸塑方面的情况，指出目前真空吸塑方面存在的问题和发展方向。
关键字：真空；吸塑胶；水性聚氨酯
引言
真空吸塑胶作为木制品表面装饰技术，具有装饰造型及色彩多样的特点，综合成本大大低于装饰纸、薄木皮、三聚氰胺防火板等等。
真空吸塑胶技术又可以称为高分子免漆工艺，20世纪90年代在欧美国家开始兴起，它可以使PVC薄膜通过真空吸塑胶技术，使镂铣了各种立体图案的板式工件，从平面装饰走向了立体装饰，而且一次成型，大大的降低了工业成本。目前真空吸塑主要应用在厨柜、音箱、办公家具、复合门等部门。
真空吸塑胶多数为水性聚氨酯分散体，目前使用最大的就是德国拜耳公司的Dispercoll. U54,以下是应用Dispercoll. U54做真空吸塑胶的实际体会。
拜耳公司Dispercoll l产品指标
|
商品牌号 |
固含量% |
粘度 MPaS |
活化温度℃ |
软化点℃ |
|
U42 |
50±1 |
150-800 |
>100 |
> 100 |
|
U53 |
40±1 |
50-600 |
45-55 |
60 |
|
U54 |
50±1 |
40-400 |
45-55 |
60 |
|
U56 |
50±1 |
<1000 |
40-50 |
50 |
一、二元共混
高聚物的物理共混改性技术已经在塑料、高分子合金及共混乳液中得到了广泛的应用。
利用Dispercoll U54与VAE或者聚丙烯酯(PA)乳液二元共混都可以制得真空吸塑胶，下面分别谈谈共混乳液的特性。
1、Dispercoll U54/VAE共混乳液的稳定性
稳定性是共混乳液的最重要的性能。我们用于膜透明性来判断共混乳液的透明性，得出：VAE不预先经过中和（至PH 7—8）是无法制得稳定性共混乳液的，只有先将VAE乳液中和到PH 7—8才能制得大于6个月的稳定乳液。因为VAE乳液大多数PH为4.5左右、酸性较大，而且VAE乳液粒子也较大，产生VAE乳液又会微弱的水解，产生更多的OH基团，造成VAE乳液本身不稳定。
我们也试过国内许多阴离子水性PU乳液与VAE乳液的共混，与Dispercoll U54相比，除了粘度变化大不相同外，乳液的稳定性也不如Dispercoll.U54。这证明除了水性PU分散体本身的稳定性不如Dispercoll U54外，还与VAE乳液之间存在着微相分离有关。相分离越厉害，乳液越不稳定。例如广东某厂生产的水性PU，甚至还与共混时的加料顺序有关。若倒过来加料，则立即凝固。但Dispercoll. U54与任何厂家的VAE乳液共混，绝不会有加料顺序问题。
2、U54/VAE共混乳液的粘度变化
测试U54/VAE共混乳液的粘度变化是在同一型号的DV—Ⅱ型粘度计，用同一转子，同一转速，同一温度，相同厂家原料，不同的陈化时间来进行比较的。采用的二元共混比例是U54/VAE =30/70，测试结果如下：
|
第一天 |
第二天 |
第三天 |
第四天 |
第五天 |
|
940 |
1140 |
1230 |
1250 |
1260 |
第二天粘度变化很快，三天后逐渐稳定。
但是用国内某厂的水性PU和我们自己合成的水性PU做同样的粘度变化试验，结果表明：第二天的粘度变化值可以增加40%以上，而且到第5-6天粘度还在增长。这不仅证明水性PU树脂中—COOH含量不同，而且可能存在团粒双电层结构和形状的不同。我们曾在合成水性PU中改变扩链剂的用量，再观察粘度的变化，结果证实了这一点。这里还要证明，用Dispercoll U54与VAE二元共混，其共混比例不同，所得到的起始粘度也不同，其后5—6天内粘度变化值也不同。
|
U54/VAE |
起始粘度 |
二天后粘度 |
三天后粘度 |
四天后粘度 |
五天后粘度 |
|
100/0 |
120 |
120 |
120 |
121 |
120 |
|
70/30 |
460 |
520 |
570 |
570 |
570 |
|
50/50 |
610 |
720 |
735 |
748 |
755 |
|
30/70 |
940 |
1140 |
1230 |
1250 |
1260 |
真空吸塑胶是喷涂施工的，粘度的变化严重影响施工性能，因此我们摸索了一套行之有效的方法来控制粘度延伸增长，很好地控制了真空吸塑胶的出厂质量。
3、U54/VAE乳液对PVC/MDF的剥离强度的影响
用不同配比的Dispercoll. U54/VAE二元共混乳液测试PVC（0.38mm厚）和中纤板MDF的剥离强度。(测试方法:GB/T2790-1995MC-951-LE电子拉压力试验机)
|
Dispercoll U54/VAE配比 |
剥离强度（N/25cm） |
|
100/0 |
1.92 |
|
30/70 |
1.95 |
|
50/50 |
2.29 |
|
70/30 |
2.92 |
试验结果说明随着PU的增加，剥离强度上升，但100%的PU剥离强度却有些下降，这证明二元共混改性确实提高了对PVC/MDF的剥离强度。
值得说明的是，我们用国内众多厂家生产的阴离子水性PU依同样配比与U54来对照测试，其剥离强度均不如用Dispercoll U54所表现的强度。我们推断这与水性PU分散体中硬段和软段的比例（RS）值有关，用我们自己合成的水性PU-6801，采用不同的软段和硬段比值作对照，证实了这种推断。但是PU增加，剥离强度增加这一点是可信的。
4、Dispercoll U54/VAE二元共混液对耐热性的影响
耐热性的测试是真空吸塑后的PVC/MDF试块，养生48小时后，在60℃烘烤24小时，以不缩边、不开胶或以开胶部位百分率来判断耐热性的好坏。结果是随着Dispercoll. U54的增加，耐热性有所改善，但始终还不能做到不缩边。这与U54的耐热性受到局限性有关，况且VAE乳液的耐热性也不是很好。
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