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水性聚氨酯多元胺类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-3-16 19:19:31
为提高涂膜的机械性能和耐水性,可直接合成具有适度交联度的水性聚氨酯,通常可采用以下方法加以实现:

(1)在合成预聚物时,引入适量的多官能度(通常为三官能度)的多元醇和多异氰酸酪,常用的物质为TMP、HDI三聚体、IPDI三聚体等。

(2)脂肪族水性聚氨酯可以采用适量水性聚氨酯多元胺类扩链剂进行扩链,水性聚氨酯多元胺类扩链剂使形成的大分子具有微交联结构,常用的水性聚氨酯多元胺类扩链剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺等。

(3)同时采用(1)和(2)两种方法。

对水性聚氨酯进行内交联改性,关键要掌握好内交联度,内交联度太低,改性效果不明显,若太高将影响其成膜性能。

所谓自交联法是指在水性聚氨酯成膜后,能自动进行化学反应实现交联,提高涂膜的交联度,改善涂膜的性能。因此必须对水性聚氨酯的大分子结构进行改性,如可以引入干性油脂肪酸(双键结构)以及多烷氧基硅单元等方法加以实现,使得其在成膜后能发生自动氧化交联反应和水解缩合反应,提高综合性能。该法应用较广,市场上已有相关产品应市。

采用自乳化法制备的阴离子型水性聚氨酯成膜后仍含有大量的羧基,使涂膜的耐水性变差。同溶剂型双组分PU一样,水性聚氨酯在施工前可添加外交联剂,成膜后与涂膜中的羧基和外交联剂的可反应基团反应,消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也对涂膜的力学性能有一定改善。

该机理可表示如下:其中187活性较大,一般用于配制双组分体系;使用时进行混合;1770活性较低,可用于配制单组分体系;其用量可由树脂酸值进行计算。

采用丙烯酸酯进行改性。采用丙烯酸酯对WPU进行改性通常有2种方法:①物理改性;②化学改性。前者主要是将所需性能的丙烯酸酯类乳液和WPU进行物理拼混,以提高WPU的物理机械性能(硬度、抗张强度),改善丙烯酸乳液的成膜性能,同时降低生产成本。



聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000类产品与美国的740M结构相类似,属于同系列化合物,740M已被美国FDA批准可用于食品药品接触场合,P-1000亦应为无毒产品,使用时不会对工作场所和周围人群造成威胁。

性能及用途:

聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。



采用此种方法改性所用的丙烯酸乳液的离子稳定性以及对溶剂的亲和性要好,否则可能会破乳。化学改性主要是制备以丙烯酸酯为核聚氨酯为壳的无皂核壳乳液。该方法主要是采用丙烯酸酯类单体作溶剂,制备端-NCO预聚物。

水分散扩链后制得含有丙烯酸酯类单体的WPU分散液,然后通过自由基引发聚合制得丙烯酸酯改性的聚氨酯水分散体。由于丙烯酸酯类单体不溶于水中,而被包封在聚氨酯粒子中,通过聚氨酯中被中和的羧基提供乳化、稳定作用,这样可制得一种以丙烯酸树脂为核、聚氨酯为壳的无溶剂、无游离乳化剂的水分散体,兼具聚氨酯和聚丙烯酸酯两者的优点,同时又降低了成本,因此被誉为“第三代水性聚氨酯”。此合成技术是WPU以及丙烯酸乳液合成技术上的创新和一大突破。

聚氨酯弹性体在机械工业方面的应用很广,如各种类型的传动带、轴套和油囊、轧钢胶辊、耐磨衬里、轧钢胶辊、推土机驱动轮、各种耐磨、耐油、减震的密封件等。

聚氨酯弹性体在轻纺工业方面的有相当广泛的应用,有人造革、人造鹿皮、纤维拉丝胶辊、纺织胶辊、假捻器、化纤切粒胶辊、制鞋胶黏剂、造纸和粮食加工胶辊、纺织增速轮、沙发垫和坐垫、软泡床垫、高档家具、电冰箱的保温层和缝纫机带等。

聚氨酯弹性体在油田、煤矿和矿山方面主要用作保温材料、输油管、贮油罐、高低压油罐、管道的衬里、液压支架密封件、泥浆泵、水力发电锅轮耐磨衬里、输送带与托轮等。

聚氨酯弹性体粘合剂、涂饰剂、地毯、弹性地板、简易铺装材、房屋防寒和防湿材、防水材、冷库壁材和嵌缝材等。

聚氨酯弹性体在汽车制件上主要有汽车的方向盘、坐垫、仪表盘、保险杠、靠垫、缓冲器等。在交通铁道方面有挡板、客车车辆的防寒垫、码头护舷、机车销套、火车枕木下的减震垫、机车油箱的油圈和实心轮胎等。

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