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水性聚氨酯(PU)所用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-4 14:42:26
水性聚氨酯是指聚氨酯以水为介质,体系中不含或含很少的有机溶剂。以外观分,水性聚氨酯可以分为3类:聚氨酯水溶液、聚氨酯分散液、聚氨酯乳液。三者之间的区别在于聚氨酯大分子粒子在水中的分散形态的不同,并没有不可逾越的界限,实际应用中我们所说的水溶性聚氨酯是指聚氨酯水分散体或聚氨酯乳液。

以亲水性基团的电荷性质分,水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要,分为羧酸型和磺酸型2大类。

以合成单体分水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族,或具体分为TDI型、HDI型等等。 以产品包装形式分水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。

水性聚氨酯的制备原理。水性聚氨酯的基本合成反应与一般聚氨酯一 样,只是一些单体中含有亲水基团,整个合成过程可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、水性聚氨酯(PU)所用扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。

聚氨酯水性化方法主要是使用乳化剂或者在聚合物主链上引入亲水基团,如羧基、磺酸基等阴离子基团;羟基醚键、聚氧乙烯链等非离子基团。通过水性聚氨酯(PU)所用扩链剂类型、结构及用量、制备方法和聚合物分子量的不同来改变聚氨酯分子的骨架结构,制得乳液或水分散性的各种水性聚氨酯产品。根据聚氨酯水性化方法的不同可以分为2大类:外乳化法和内乳化法。

外乳化法。早期水性聚氨酯的合成采用强制乳化法也叫外乳化法。此法先制备一定分子量的聚氨酯预聚体或其溶液在搅拌下加入适当的乳化剂在强烈搅拌下经强力剪切作用将其分散于水中,依靠外部机械力制成聚氨酯乳液。

外乳化法合成关键是选用合适的乳化剂。但因乳化剂用量大、反应时间长、乳液及膜的物 理性能差、储存稳定性不好,因此实际应用中较少采用。


中文名称:4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA

中文别名:二(3-甲基-4-氨基-6-乙基)苯甲烷; 硬化剂MED; 4,4亚甲基双(2-甲基-6-二乙基苯胺)

英文名称:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)

4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA应用:聚氨酯弹性体、聚脲树脂固化剂及环氧树脂固化剂.

包装:25kg/桶


内乳化法。现在,水性聚氨酯的乳化主要采用内乳化法。此法不加乳化剂,而是在聚氨酯大分子链上引入亲水基团使聚氨酯分子具有一定的亲水性,在搅拌下自乳化而成乳液。这些亲水基团都能与水起作用,形成氢键或者直接生成水合离子使聚氨酯溶于水。自乳化法制备的乳液粒径小,稳定性好。

在生产中,常用一些含活泼氢的化合物与异氰酸酯端基预聚物反应,致使分子链扩散延长,从而实现树脂的固化成形。2-咪唑烷酮是一个具有亚氨基活性氢的水性聚氨酯(PU)所用扩链剂。

在聚酯加工工艺中,由于热降解和水解导致分子质量降低,端羧基数量增加,从而聚合物的机械和化学性能降低。反应性共混条件下加入双官能团小分子化合物。例如:双官能团酸衍生物、异氰酸酯、酸酐和环氧化物等,这些双官能团化合物含有容易与羧基、羟基和氨基等反应的官能团,能直接与低分子质量齐聚物反应,在两聚合物链间形成“架桥”,显著增加分子质量,提高体系的粘度,降低端羧基含量。线性聚酯的端部主要包括羟基和羧基,因此对聚酯扩链即为选择化合物与羟基或羧基加成。

扩链剂又称链增长剂,是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。

一些PEUU的硬段具有结晶能力。脂肪胺扩链的硬段的熔点比芳香二胺扩链的要低得多。由于后者熔点较高,所以芳胺扩链聚脲的硬段结构在熔点以上附近往往迅速分解。


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