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水溶性聚氨酯半酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-11 23:45:42
本文介绍水溶性聚氨酯半酯扩链剂

采用三羟甲基丙烷、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐为原料和二乙二醇、均苯四甲酸酐为原料,利用本体和溶剂热反应在120~130℃保温反应3~6h,分别制备出了酸酐的单酯化产物(简称半酯)和二酸酐的双酯化产物(简称双半酯),并将合成出的水溶性聚氨酯半酯扩链剂用于聚氨酯的扩链反应。

通过FTIR、HNMR表征、水溶性测试,结果表明合成出了所预期的半酯产物和水溶性聚氨酯,且用水溶性聚氨酯半酯扩链剂邻苯二甲酸酐半酯扩链合成出水溶性良好聚氨酯。 

刘涛等以六氟双酚A为PUE用扩链剂、聚己二酸丁二醇酯为软段与MDI反应,采用一步法合成了一系列FPUE,并对PUE用扩链剂合成的聚氨酯分子结构参数与其力学性能关系进行了研究。结果表明,PUE用扩链剂所制备的FPUE具有较的高分子量、力学性能和阻尼性能,由于氟元素的引入使其表面张力有所降低,并存在明显的软硬段微相分离结构。

双预聚体法制备含氟聚氨酯。双预聚体法是先制备含羧基或羟基的含氟聚丙烯酸酯预聚物,再制备聚氨酯预聚物溶液,然后将两种预聚物混合反应进行扩链,最后得到嵌段共聚物。

靳奇峰等合成了一种带有双键的含羧基半酯二元醇,与甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸类单体通过自由基聚合制备了多羟基含氟聚丙烯酸酯(HO-FPA)乳液,再与由TDI、聚癸二酸一缩乙二醇酯和二羟甲基丙酸合成的水性聚氨酯预聚体反应,在水中分散得到氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液。

研究了HO-FPA羟值含量对双组分涂膜性能的影响,含氟单体用量对制备FPUA乳液时产生凝胶率的影响以及含氟量对涂膜表面接触角的影响,结果表明,HO-FPA的羟值含量6.5%、FPUA含氟量在5.1%时双组分涂膜的性能最佳。

而氟含量过高会使乳化剂分子对含氟单体包裹变得困难,容易引起离子聚集,并最终导致部分粒子沉降,从而使乳液的稳定性变差。由双预聚体法制备的FPUA复合乳液粒径分布比较均匀,静置稳定性也比较好,但是操作较繁琐,投料比需要精确计算,不适合工业化生产。




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液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


为进一步简化双预聚体法制备FPUA的工艺,减少操作环节,安秋凤等直接在交联的聚氨酯预聚体中加入氟代丙烯酸酯类单体进行自由基聚合,再使用N-甲基二乙醇胺进行扩链,利用相转化法制备稳定的FPUA复合乳液。

疏水性研究表明,含氟丙烯酸酯的引入使复合乳液膜与水的接触角由65o上升到98o。不饱和单体封端法制备含氟聚氨酯 。不饱和单体封端法是指将含有NCO端基的PU预聚体,用含有羟基等具有反应活性的单体(如甲基丙烯酸-β-羟丙酯)与NCO端基按1:1摩尔比反应进行封端,然后再与含氟丙烯酸酯或丙烯酸酯单体共聚,最后得到FPUA的复合乳液。

Jiang等首次以离子化的双键封端聚氨酯大分子为乳化剂,通过自乳化法与丙烯酸六氟丁酯反应合成了FPUA。研究发现自乳化法制备FPUA的含氟量对粒径和表面电荷的影响很小,适合用来制备高含氟量的FPUA。TEM观察在FPUA表面出现较为规整的微相分布,接触角测试表明含氟聚氨酯乳液的表面张力明显降低。

盛艳等以甲基丙烯酸甲酯和甲 基丙烯酸全氟烷基乙基酯为单体,在甲基丙烯酸羟乙酯封端的聚氨酯水分散体中共聚制得FPUA。研究表明含氟丙烯酸酯的引入,能够显著改善材料的表面性能和力学性能,FPUA膜对水的接触角达105.8o,吸水率仅为3.2%,而拉伸强度达15.6MPa。

朱敏等先以聚丙二醇、IPDI和羟甲基丙烯酸合 成了双键封端水性聚氨酯,再加入甲基丙烯酸六氟丁酯共聚 制备FPUA,并对合成工艺进行了深入的研究。Wang等同样以聚醚二元醇、IPDI、二羟甲基丙酸和丙烯酸六氟丁酯为主要原料制备FPUA,从氟化物对软硬段之间的相互影响解释了含氟量对FPUA力学性能的影响。

由于含氟丙烯酸酯疏水疏油的特点,使其独立于油水两相,一般表面活性剂难以对其形成有效胶束,造成接枝率偏低。

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