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高反应活性扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-17 15:28:42
制约水性聚氨酯广泛应用的因素是成本较高和某些性能低于溶剂型聚氨酯。成本较高是由于成膜物合成过程繁杂、反应条件严格、产量不高等原因。

高反应活性扩链剂合成的水性聚氨酯性能优异。以异氰酸酯固化的水性聚氨酯体系,需要用昂贵的封闭异氰酸酯,其活化能高。选用低温或无需加热即可固化的廉价异氰酸酯是涂料行业努力的方向,并取得了显著进展。

普通合成工艺制得的水性聚氨酯产品的固含量多为 20 %~ 40 %,这样会增加运输费用和干燥时间。设法将固体分提高到 50 %以上是国外研究的课题之一。制得的固含量 55 %的水性聚氨酯对电解质和冷冻稳定。采用了分子中既含有端羟基又含有磺酸基的聚氧化烷撑和聚酯二醇为合成水性聚氨酯的原料,聚合物中的亲水基团进行自乳化,能显著提高乳液的稳定性。

此工艺的注意点是:乳化剂分散后进行扩链,必须加入比异氰酸酯高反应活性扩链剂来提高聚合物的相对分子质量;当高反应活性扩链剂合成的水性聚氨酯,亲水基分子中既含有异氰酸酯基,又含有反应性基团时,需尽力控制其自身聚合,否则会导致产品性能劣化。

在合成聚氨酯乳液时稍加溶剂 ( 称作助溶剂或潜溶剂 ) 降低反应体系的粘度,一方面利于反应体系的控制,促进固化过程中涂膜的形成;另一方面可改进乳液的流动性和对基材的湿润性,提高粘接强度。

一般可用丙酮、甲苯或丁酮等作为潜溶剂。但它们沸点较低,或有一定毒性,有着火和中毒的危险。改进的办法是加人一定量能和水互溶的高沸点 N —甲基— 2 —吡咯烷酮来改进成膜性。另外,也可通过加入高沸点磷酸酯来提高成膜性能。值得注意的是,使用水性聚氨酯,固化速度不宜太快,因为有些助溶剂和聚合物有一定的亲水性,溶剂挥发太快,会降低涂膜的附着力。

水性聚氨酯分散体的粒径小于 1μm 时,贮存稳定性才令人满意,最佳粒径值为 0.03 ~ 0.8μm 。自乳化型的粒径小于强制乳化型的粒径,所以前者比后者稳定。粒径随聚合物分子链亲水性的增加而变小,但同时一 NCO 亲水活性增加,导致涂膜的耐水性下降。



间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)-固体

羟值:545-565mg KOH/g

熔点℃:≥83℃

比重,100℃时:1.16

水分%:≤0.2

比热卡/克 /℃:0.4

熔融密度100℃克/毫升:1.16

熔融粘度100℃, cp:13.5

容器密度(松散)克/毫升:0.51

容器密度(压紧)克/毫升:0.62

吸湿性%

在干燥、50℃、34mm汞柱下放置16小时:0.08

在相对湿度为66.5, 24℃下放置168小时:0.39

间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)-固体

产品应用:HER 是一种对称的芳香族二醇扩链剂,它与MDI有着良好的配伍性。广泛应用于混炼型、浇注型、热塑型的PU弹性体制品。这种材料已经被证实能够较大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性,并把收缩性限制到较小,没有污染。同时,该材料除具有芳香族扩链的优点外,还避免了HQEE在稍微降温情况下迅速结晶现象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂强度、初始强度、邵氏硬度、压缩变形、断裂变形以及低收缩性、抗切割、柔韧性好、防渗透性、熔点低、操作方便等特殊优点。如铸轮、密封件、压制垫、非粘结合轮胎、泥浆管内衬、滑板轮、鞋部件、饮料容器、氨纶以及软质和硬质包装材料等。

包装储运:纸板桶,内衬黑色塑料袋;20公斤装。



为改善水性聚氨酯的耐水性,向聚氨酯分子链中引入表面能低的硅氧烷链段或功能性氟单体,以增强水性聚氨酯的疏水性和耐沾污性。为防止乳液分层和避免低粘度施工时涂料过多渗入多孔基材,常加入乙烯基增稠剂。乙烯基增稠剂的加入,可使被涂基材的密封性、涂饰性以及聚氨酯对底材的粘附性等方面有明显的改善。

水性聚氨酯的初粘性较低也是阻碍其广泛使用的原因之一。改进初粘性除加入增稠剂的方法外,合成了环氧树脂—水性聚氨酯体系  ,显示了良好的初粘性,且其耐水性、耐溶剂性、耐热蠕变以及附着性能都有明显改善,被用作高级涂装材料,如胶合板 PVC 贴面的粘接。

成本较高是阻碍水性聚氨酯广泛应用的重要原因之一,今后应改进合成方法,从工业流程合理化方面来降低成本,提高价格效能比。一方面从聚合物的分子结构人手,选择合适的功能性单体进行接枝或共聚,来提高水性聚氨酯的性能,另一方面通过共混复配技术来实现。共混复配技术投资少,见效快,既能提高性能,又能降低成本。

水性聚氨酯固化成膜时需去除水分,活化能高的水性聚氨酯常温干燥慢,加热又受到条件的限制,且浪费能源。为降低活化温度,常通过加入增塑剂与其它树脂来解决,但结果会降低附着力和贮存稳定性。通过降低活化温度的合成工艺可提高涂层的干燥速度,提高施工效率。

单一的水性聚氨酯存在干燥速度慢、对非极性基材润湿差、初粘力低、耐水性差等不足。不能满足多种领域的需要,为改善水性聚氨酯及其胶膜的性能,扩大水性聚氨酯的应用领域,需要对其进行改性。


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