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磺酸盐型水性聚氨酯用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-18 22:39:42
磺酸盐型水性聚氨酯的亲水基团为强酸强碱盐,离子化强度比较高,这就增强了乳胶粒子“双电层”的§电位,在乳胶粒子间形成较强的静电排斥力,阻止乳胶粒的凝聚,较易得到高固含量(>50%)的水性聚氨酯。

二羟甲基丙酸合成的羧酸盐型水性聚氨酯相比于磺酸盐型水性聚氨酯来说,其亲水性较差、硬段含量较高,难以满足诸如高耐水性、高柔软性、高固含量等要求,而磺酸盐型水性聚氨酯则更易得可适用的pH值范围较宽(pH到高固含量的产品,值为5~8,并具有较好的初黏度、耐水及耐热性。

磺酸型水性聚氨酯能够显著地提高聚氨酯的固含量,在磺酸盐型水性聚氨酯用扩链剂上引入磺酸基,进而将磺酸基引入到聚氨酯大分子链上,能使其亲水性更好,各方面的性能均有提高。目前国内大多采用的扩链剂是羧酸型的,而磺酸型扩链剂与羧酸型扩链剂对比来看,其电离度更高、热稳定性更好,而且种类比较多,磺酸型WPU在各个方面的性能上也都是优于羧酸型WPU的。

总体来说,对磺酸盐型水性聚氨酯用扩链剂的研究是很有必要的,在未来聚氨酯领域中,也会越来越受到关注,并且会有很好的应用价值。

亲水性扩链剂的发展趋势。随着水性聚氨酯的不断发展,扩链剂的开发也显得尤为重要,它能显著改善聚氨酯弹性体的性能,获得性能优异、用途广泛的弹性体。新型的扩链剂应具备的一些特点。

(1)成本低要实现工业化生产,低成本是必须优先考虑的一个因素。扩链剂的开发研究要朝着这个方向来发展,用价格最低的单体合成出效果最好的产品。

(2)合成方法简单相比于固体扩链剂来说,大部分液体扩链剂熔点较低,易溶,在操作时比较方便。磺酸型扩链剂的一个优势就是易溶,但仍需要在合成方法上再进行研究,使合成的过程更为简单,便于实现工业化生产。另一方面,继续研究小分子磺酸盐单体,引入新结构,以解决其合成过程中所产生的熔点高、脂溶性不佳等缺点。

(3)环保随着人们环保意识的不断提高,各种化学品的开发研究也都是趋于绿色低污染的原则。扩链剂的合成也要基于这个原则,在不断的开发研究中,找出最节能最环保的方法。



甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)参考指标:

外观(25℃):无色或淡黄透明液体

色度≤1

粘度(mPa.s/25℃):5-15

胺值(mgKOH/g):850-900

活泼氢当量(g/ep):32

纯度(%)≥99.5

含水量(%)≤0.2

沸点(℃):213

比重(g/mm3):0.94

添加量(100份128树脂):16-17

甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)是一种带侧甲基的脂环胺单体,是一支新型的脂环胺类环氧树脂固化剂。

该产品可单独用作固化剂,还可与其他普通环氧固化剂(如:脂肪胺,脂环胺、芳香胺、酸酐等)或通用促进剂(如:叔胺、咪唑)混合使用,在宽广的温度范围类固化环氧树脂,适用于复合材料、涂料、胶粘剂和地坪等领域;可用于聚酰胺、聚酰亚胺等有机合成;可用于聚氨酯做胺类扩链剂,与异氰酸酯基形成脲键,提高产品的综合性能。


从查阅的文献来看,对于羧酸型水性聚氨酯的研究还是比较多的,它的应用也是非常广泛的。因此,对羧酸型亲水性扩链剂的合成还是有必要做进一步的研究,使其以更便宜、更简单、更环保的方式实现工业化生产。

目前,国内对磺酸型扩链剂的研究不是很多,但是磺酸型扩链剂的一些特点,尤其是相比于羧酸型显著提高聚氨酯固含量的特点得到了很好的评价。而且,磺酸盐型水性聚氨酯在涂料、生物医学、个人护理、胶黏剂等领域得到了广泛的应用。

相比来说,非离子和两性离子亲水性扩链剂的研究比较少,但是非离子型亲水性扩链剂由于不存在磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上有优势。

聚氨酯反应原理聚氨酯中的主要反应,是异氰酸酯与羟基生成氨基甲酸酯键的反应。实验选用氧化乙烯链段(EO)。

红外光谱扫描。采用在KBr压片上涂膜法,应用Spectrum一100傅立叶变换红外光谱仪(PerkinElmer,UK)对预聚体(组分A)进行红外光谱扫描。

量较高(85%以上)、且分子量较大(4000~7ooo)的亲水聚醚多元醇6040作为主要原料。(EO)作为亲水基团,赋予材料亲水性。

水性聚氨酯注浆堵水材料的反应原理。实验中首先键反应,生成缩二脲、脲基甲酸酯键,交联形成聚氨酯。


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