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水性聚氨酯磺酸盐亲水扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-11 23:45:55
本文介绍水性聚氨酯磺酸盐亲水扩链剂

本文以聚四氢呋喃二醇(PTMG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本原料,以乙二胺基磺酸钠(X506)作为水性聚氨酯磺酸盐亲水扩链剂,用丙酮法制备了磺酸型水性聚氨酯乳液。水性聚氨酯磺酸盐亲水扩链剂实验中,通过红外光谱(FTIR)表征可知:磺羧基已嵌入聚氨酯中。

阴离子型水性聚氨酯的亲水性中心为磺酸盐和羧酸盐,它们一般结合在二醇或二胺类物质的分子中,并通过羟基或氨基同—NCO间的反应引入到聚氨酯分子结构中。相比于羧酸型WPU,磺酸型WPU具有以下优点。 

(1)磺酸型WPU 的生产工艺比羧酸型 WPU 的生产工艺更为简单、有效,并且可以实现连续化的生产。

(2)磺酸型WPU 不需要中和,节省了中和剂并且有利于环境保护,具有很好的经济价值和市场前景。

(3)含磺酸盐基团的WPU具有良好的水分散性、涂敷加工性、干燥成膜性和乳液稳定性。

(4)硬段中引入磺酸基团会使分子内库仑力 和氢键作用均增强,从而可以提高软、硬段间的微相分离程度。

(5)磺酸型WPU具有较高的初黏强度和黏结强度,其耐水性和耐热性也很好。

目前水性聚氨酯以阴离子型、自乳化为主,且高性能水性聚氨酯多是磺酸盐型或兼磺酸盐和羧酸盐型的。国外对磺酸型水性聚氨酯胶黏剂的研究和应用已比较成熟,有多种产品供应,但其产品的固含量仅在40%左右,伸长率最好的也仅为900%左右。对兼有磺酸盐和羧酸盐型水性聚氨酯的研究报道较少。本文以自制的 1,2-二羟基-3-丙磺酸钠DHPA作为磺酸型亲水单体扩链剂,采用自乳化法制备了高性能水性聚氨酯乳液,并讨论了R值和亲水扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。

磺酸型亲水单体扩链剂实验原材料:甲苯二异氰酸酯(TDI);聚氧化丙烯二醇(N210),Mn=1000;1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),纯度大于95%,自制;N-甲基-2-吡咯烷酮,分析纯;二正丁胺,分析纯;二月桂酸二丁基锡(Sn19%),进口,分析纯。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

包装规格

18  公斤 马口铁桶

200 公斤 铁桶

贮存( 使用 )注意事项

储存于标识正确的密闭容器中,置于凉爽通风处,远离火源。

避免眼睛接触,避免长期皮肤接触或吸入蒸汽。切勿摄入。严禁在存贮容器附近

使用焊、割设备,以免引起蒸汽爆燃。


磺酸型亲水单体扩链剂实验步骤:在装有温度计、冷凝回流管和搅拌器的四口烧瓶中,将一定量的Ng210于110℃真空脱水2h,冷却到30℃通入氮气,加入计量的IPDI和少量催化剂(二月桂酸二丁基锡),升温到70~75℃反应至W(NCO)≈3%,用二正丁胺滴定法判断反应终点。

降温至60℃将DHPA和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照一定的质量比溶解在少量的NMP中,然后向体系中缓慢加入NMP溶液,于70℃反应1.5h,降温至30℃,并向体系中慢慢加入一定量的去离子水剧烈搅拌乳化,得高固含量低黏度的水性聚氨酯微乳液。

把样品膜在真空下干燥至恒量,室温测定样品膜的质量,然后把样品膜浸泡于室温下的去离子水中24h后取出,吸去表面游离的水分,称量按质量改变量与原来质量的比计算吸水率Ω(%)。用二正丁胺(已标定) 滴定法滴定预聚体中-NCO的含量。

WPU红外谱图,在3299cm-1附近的宽峰为N-H伸缩振动峰,相应的1521cm-1及1373cm-1两峰分别为对应于C-N-H弯曲振动和N-C-O的伸缩振动,在1712cm-1处出现的为C=O伸缩振动峰,其它如甲基的伸缩振动在2968cm-1,弯曲振动在1260cm-1,需要指出的是由于主链上硅氧烷的存在,在1060cm-1附近有 Si-O-Si伸缩振动造成的两个强吸收峰,导致在1040cm-1出现的S=O吸收峰被掩盖,同样原因S=O在1150~1220cm-1处的吸收峰也观察不到, 但801cm-1为CH3-Si摇摆振动峰,说明共聚物中存在硅氧链,由以上分析可见合成了目标产物。


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