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聚酯型水性聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-14 13:44:40
采用预聚体法,以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、聚酯型水性聚氨酯扩链剂二羟甲基丙酸制备了聚酯型水性聚氨酯乳液。

考察了NCO/OH比、聚酯型水性聚氨酯扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)用量、中和度、乙二胺用量对水性聚氨酯乳液粒径的影响。结果表明,随着NCO/OH比的增大,乳液粒径增大;随着DMPA用量和中和度的增加,乳液的粒径减小;随着乙二胺用量的增大,乳液的粒径先减小后增大。

随着环保意识的增强,人们对包装印刷的安全性需求提高,要求油墨中的挥发性有机物降低,促使对作为包装印刷材料重要组成部分的油墨不断进行改进,水性油墨应运而生。

水性油墨不含挥 发性有机溶剂,大大减少了有机挥发物(VOC)的排放,从而减轻了大气污染,改善了印刷操作人员的环境,尤其是食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装等卫生条件要求严格的包装印刷产品。印刷油墨连接料中的树脂的性质决定着油墨的各种适印性能。

水性聚氨酯以其极好的耐磨性、耐擦伤性、耐溶剂性、粘结性能以及良好的低温性能,高光泽、保光性,且应用性能具有较广泛的可调性,可以满足各种不同的要求而在油墨中的应用日趋广泛,成为最重要的树脂材料之一。

本文以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、聚酯型水性聚氨酯扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,采用预聚体法,制备了聚酯型水性聚氨酯,研究了NCO/OH比、亲水扩链剂DMPA用量、中和度、乙二胺用量对水性聚氨酯乳液粒径的影响,产品可达到印刷油墨所需树脂的要求。

实验主要原料和试剂。甲苯二异氰酸酯(TDI),工业级;聚酯多元醇,平均分子量2000,工业级;二羟甲基 丙酸(DPMA),工业级;三乙胺(TEA)、乙二胺、丙酮等均为分析纯,使用前经4A分子筛脱水。

水性聚氨酯乳液的制备。将一定量的聚酯多元醇在120℃真空脱水,将计量好的TDI缓慢滴加到装有冷凝管,机械搅拌和通氮管的三口烧瓶里,升温到75℃反应2小时,加入DMPA扩链并加几滴催化剂,升温到85℃反应,隔一定时间取样并用二正丁胺法滴定。



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。



当NCO%达到理论值时降温到40℃,加入丙酮降低粘度,用三乙胺进行中和,在快速搅拌下加含有乙二胺的去离子水进行乳化分散,减压将溶剂蒸馏除去,得到稳定的水性聚氨酯乳液。

乳液微粒粒径的测定。在程序中设置好乳液的物性,选择合适溶剂将样品稀释到适宜的浓度,置于SympatecNANOPHOX纳米激光粒度分析仪的恒温样品池中,测量样品的粒径。

讨论 211NCO/OH对水性聚氨酯乳液粒径的影响。聚氨酯的分子结构是由多异氰酸酯、亲水扩链剂形成的硬段和聚多元醇形成的软段交替组成的,其中软、硬段在分子中的比例对水性聚氨酯乳液的粒子尺寸有明显影响。

随着NCO/OH的增大,粒径逐渐增大。这是由于随着NCO/OH比值的增大,残余在乳液粒子中的二异氰酸基团与水反应生成取代脲的时间相对较长,乳液表面的脲基极性很强,并且在分散时使得反应热增加,颗粒粘性增加,导致碰撞时易发生粘连,不易被剪切力分散,致使乳液的粒径增大。

同时随着NCO/OH比值的增大,刚性链段含量增加,预聚物的刚性增加,柔顺性下降,高分子链末端距越大,分子链体积增大,致使分散体分散效果变差,这也会导致乳液的粒径随着NCO/OH的增大而增大。

高温水解老化研究结果显示出了喷涂聚脲的处理和聚脲的长期性能之间的微妙平衡。虽然这是事实,即杂化聚脲在固化过程中往往对大气湿度,大幅提高聚合物的总的水解性能可以通过仔细选择多元醇组分来实现;特别是在施工过程中可以控制条件的情况下,如湿度。

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