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水性聚氨酯的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-10 16:45:13
水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的统称。自20世纪60年代工业化以来,水性聚氨酯以其优良的性能和环境友好特性得以迅速发展。其在皮革涂饰、纺织涂层、玻璃纤维集束、涂料和粘合剂等领域的应用,也成为近年来研究的热点。

水性聚氨酯材料主要由二异氰酸酯、大分子多元醇、水性聚氨酯的扩链剂、中和剂、后扩链剂等组成。生产PU分散体的一般工艺流程为:多元醇减压蒸馏脱水后,加入多异氰酸酯,可选择是否加入催化剂,80~85℃下反应到NCO达到理论值,加入亲水性扩链剂,可选择是否加入其他扩链剂以及丙酮等溶剂,保温反应至NCO达到理论值后,降温至45~50℃,加入中和剂,搅拌0.5~1 h,将产品高速分散于水中同时加入水性聚氨酯的扩链剂进行扩链,均匀分散稳定后,得到PU分散体产品。

在上述工艺中,水性聚氨酯的扩链剂的作用是在对端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体进行扩链的同时,引入亲水性基团。根据亲水基团的类型,水性聚氨酯的扩链剂可分为阴离子型扩链剂、阳离子型扩链剂和非离子性扩链剂。现在工业上最常用的是阴离子型扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)。

作为水性聚氨酯合成过程的重要组分,亲水型扩链剂的种类、用量、加入方式等将直接影响PU分散体系及其涂膜的性能。

水性聚氨酯的详细分类

由于聚氨酯原料和配方的多样性,水性聚氨酯开发40年左右的时间,人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多,可以按多种方法分类。

⒈以外观分

水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液,本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。

⒉按使用形式分

水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用,或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能,必须添加交联剂;或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能,在这些情况中,水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。



对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体应用范围

油井密封件、叉车轮胎、液压汽缸密封件、传送带等PU制品,还可用于氨纶.

对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体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,能明显提高、改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能。 HQEE/MDI是与MOCA/TDI并列的一个PU弹性体系列,使用该产品的PU一般用于对产品物理性能有高要求的领域.



⒊以亲水性基团的性质分

根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团,即是否属离子键聚合物(离聚物),水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。

⑴阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型,以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。

⑵阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯,绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主,叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用,形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。

⑶非离子型水性聚氨酯,即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有:①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化;②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团,亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯,亲水性基团一般是羟甲基。⑷混合型 聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。

⒋以聚氨酯原料分

按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等,分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合 以聚氨酯的异氰酸酯原料分,可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分,如TDI型、HDI型,等等。


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