Page 165 - 2025水性涂料虚拟专辑

周如东等：水性硅溶胶接枝聚氨酯乳液的制备及其在汽车玻璃导 密封条上的应用研究

已经引入到聚氨酯分子链中。 2. 3 条耐 涂层水 和 因
2. 2 聚氨酯涂层的力学性能 内乳化法合成的水性聚氨酯相较于溶剂型聚氨

考虑到耐候性要求，选取耐候性较好的脂肪族 酯，由于分子链上羧基的存在，成膜后亲水性强，导
[9]
二异氰酸酯 IPDI 和 HMDI，同时选取芳香族二异氰酸 致涂层吸水使得其性能下降 ，本研究通过硅溶胶引
酯 TDI，考察不同异氰酸酯对涂层力学性能的影响， 入硅氧结构，降低涂层的表面张力，提升涂层致密
结果如图2所示。 性，从而改善涂层的耐水性。图 3是密封条耐磨涂层
表面水接触角和摩擦因数。

应力/MPa （°）

水接触角/

4J16 4J16 4J16 16 16 16
应变/%
) *1%* ).%* 5%* *1%* ).%* 5%*
) （a）—水接触角
（a）—应力-应变 线

擦因数
度

时间/s
)
)
（b）— 度
（b）— 擦因数
图2 聚氨酯涂层应力-应变 线和 度
图3 条耐磨涂层表面水接触角和 擦因数
Fig. 2 Stress-strain curve and shore pores of polyurethane
Fig. 3 Water contact angle and surface friction coefficient of
coating
wear resistant coating for weatherstrip
由图 2（a）可以看出，TDI型聚氨酯涂层的断裂伸
从图 3（a）可以看出，改性后的聚氨酯涂层表面
长率比 IPDI和 HMDI型的高，这是由于其结构中的苯
水接触角明显大于未改性的涂层，这是由于硅溶胶
环对力学性能的增强作用；而 HMDI型聚氨酯分子中
在涂层上形成纳米结构，涂层表面形成一定的粗糙
存在 2个环状结构，相比较 IPDI型聚氨酯拉伸强度提 度，根据润湿性与表面粗糙度关系的 Cassie-Baxter理
高，同时其硬度也有所增强[图 2（b），但其断裂伸长 论模型，水滴将部分 在粗糙表面上从而增大接
]
率较低，不足以满足橡胶表面的形变要求；硅溶胶的 触角。不仅如此，从图 3（b）可以看出，改性前后涂层
改性增强了涂层的交联密度，且其本身的无机结构 表面摩擦因数均满足 GB/T 21282—2007 的要求
填充对拉伸强度和硬度有较大的提升，而对断裂伸 （≤0. 5），其中未改性的涂层表面摩擦因数在 0. 45 左
长率的影响不大，考虑到 TDI 易黄变、耐候性差等问 右，改性后的涂层表面的摩擦因数明显下降，约在
题，综合考虑，选用IPDI制备聚氨酯乳液。 0. 25，这是由于普通的聚氨酯涂层表面极性较强，使

1