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水性聚氨酯亲水扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-31 17:24:16
本文介绍水性聚氨酯亲水扩链剂

制备了以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES—Na)为水性聚氨酯亲水扩链剂的磺酸型水性聚氨酯,采用FT—IR、DSC对水性聚氨酯的结构进行表征,并研究了BES—Na含量和NCO/OH值对水性聚氨酯乳液和薄膜性能的影响。

水性聚氨酯亲水扩链剂研究表明:随着BES—Na含量的增加,乳液粒径分布区间变窄,平均粒径由237.3nm减小至61.2nm,薄膜的力学性能有较大提高,拉伸强度由16.07MPa增至24.67MPa,断裂伸长率由478.73%增至724.07%,硬度增大,吸水率由6.82%增至13.03%;随着NCO/OH值的增大,乳液粒径分布变宽,平均粒径由77.6nm增至335.7nm,薄膜拉伸强度由11.46MPa增至22.28MPa,而断裂伸长率由555.61%降至22.9%,薄膜逐渐变得脆硬,硬度增大,吸水率由12.19%降至10.27%。

随着扩链剂BOZ含量的增加,体系的MFR迅速升高,平衡扭矩降低。这可能由于在加工过程中,反应温度低于BOZ最佳活性温度,扩链反应未发生,小分子BOZ反而起到增塑作用,导致体系黏度迅速降低。也可能是仅有一个BOZ环与羧基反应,消耗了羧基,却对扩链无贡献。通过比较发现,扩链剂ADR-4370和TDI在连续加工的情况下,能够更好地改善PBS分子量和黏度低的缺陷。

采用扩链剂2,4甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2’-双(2-恶唑啉)(BOZ)以及新型扩链剂ADR-4370对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行扩链,研究了三种扩链剂对PBS性能的影响。
采用聚乳酸(PLA)与PBS共混,选择最佳配比以及合适的共混工艺。结果表明:新型扩链剂ADR-4370可以明显改善PBS的加工性能和力学性能,PBS/PLA最佳配比为70:30,在共混同时进行就地增容扩链改性可以更好地提高PBS/PLA的性能。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)产品用途

4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。

软泡

大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。

冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。

硬泡

聚氨酯硬泡  – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。

聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。

涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体

涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。

胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。

软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。



热塑性脂肪族聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的生物相容性和生物可吸收性,在使用过程中性能稳定,使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等环境下被微生物或动植物体内的酶分解,最终产物为二氧化碳和水。

PBS是良好的全生物降解材料,但由于分子量低,特性黏数低,熔体流动速率高,在实际加工时不易用挤出、吹塑等工艺进行成型加工,大大阻碍了它的应用。由于含有端羟基和端羧基,可以寻找一种合适的小分子扩链剂进行扩链改性,以达到增加分子量、提高黏度的目的。目前对聚酯扩链常用的扩链剂有环氧类、异氰酸类和酸酐类等。

目前水性聚氨酯生产多使用二羟基甲基丙酸、二氨基烷基磺酸盐等无功能性的常用亲水扩链剂,生产功能性水性聚氨酯还需要共混或者共聚加入其它功能性物质或单体。如现有使聚氨酯具有偶氮特性的方法可分为主客体掺杂型和反应型二种。主客体掺杂型方法虽然工艺简单,只需通过掺入部分偶氮小分子化合物到聚氨酯基体中,但实际上用这种方法制得的是一混合物,其中的小分子偶氮化合物由于与基体的相容性问题,不仅掺杂浓度受限,且使用过程中常会发生在混合物材料中迁移、从材料中渗出等问题,导致材料性能降低;反应型方法是将偶氮小分子化合物作为聚合反应的单体,通过偶氮化合物的活性官能团参与聚合得到含有偶氮生色团结构的聚氨酯。

使用一种含有偶氮发色团的亲水扩链剂,这种亲水扩链剂集常用亲水扩链剂和色浆、偶氮功能特性于一体,部分或全部替代常用亲水扩链剂和小分子二元醇扩链剂,从而合成出侧链偶氮型阴离子水性聚氨酯乳液。

本发明方法不仅可以大大降低亲水扩链剂的用量,而且可以得到一种偶氮基团位于聚氨酯侧链,在形成水性聚氨酯乳液的自乳化过程中,偶氮功能单元分布在乳球粒子形成的双电层结构表面,乳液色彩度高,而且紫外光可以很容易照射到位于双电层表面的偶氮功能基团并发生顺反异构效应,具有很好的刺激响应性,通过刺激响应改变聚氨酯乳球的粒径大小,可作为紫外光、可见光、热响应的纳米载体。该类高分子乳液在功能涂层、变色材料、药物等负载物进行控制释放方面有一定的应用前景。

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