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水性聚氨酯亲水性扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-23 17:31:49
谢伟等人在《DMBA基水性聚氨酯乳液的合成研究》表明:利用DMBA作为水性聚氨酯亲水性扩链剂,采用后扩链工艺,整个反应过程6h基本可以完成,不用溶剂,使得产品环保,而且不需脱溶,避免浪费。

刘都宝等人在《无溶剂水性聚氨酯的合成及性能研究》表明:在用DMBA合成水性聚氨酯过程,不要加一点溶剂既可以完成整个反应过程,而且反应结果附合配方设计。

高反应率,反应速度快,反应温度低。

合成聚氨酯预聚体反应时间短,一般只要50-60分钟,而DMPA则要150-180分钟。这是因为DMBA结构中比DMPA多了一个亚甲基,使羧基与亚甲基的距离加大,羧基与异氰酸酯的空间位阻减少,从而使反应速率增大。

用于水性聚氨酯乳液其粒径更细且分布窄,胶膜性能优异,光泽度高。

刘都宝等人在《无溶剂水性聚氨酯的合成及性能研究》中,分别以水性聚氨酯亲水性扩链剂二羟基丁酸(DMBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-220)等主要原料,采用预聚体法合成无溶剂型水性聚氨酯树脂,与DMPA基合成的WPU进行对比

刘都宝等人经研究认为,DMBA聚氨酯乳液的位伸强度和断裂伸长率高于DMPA聚氨酯,原因是:

一是DMBA的分子结构,庞大的侧链-CH2COO-妨碍了聚氨酯硬段的聚集,硬段堆砌程度差,使硬段本身在软段基质中溶解度偏高,硬段微区中硬段减小,这些因素会导致模量下降,然而低模量会导致较大的断裂伸长,反过来较大的断裂伸长又会使软段产生进一步的应力结晶,结果出现较高的拉伸强度。

二是DMBA具有比DMPA更低的熔点,而且DMBA容易熔于多元醇,所以在相同的时间内DMBA可以完全按照配方反应,而由于DMPA只有一部分溶解反应掉,所以DMBA比DMPA合成的分子量大,力学性能更优越。DMBA光泽度比DMPA的光泽度高的原因,可能是由于DMBA的亲水性更好,导致乳液的粒径比较小,粒子较均匀。

综上所述,二羟甲基丁酸具有比二羟甲基丙酸无法比拟的优势,可以认为是目前己知性能最优的亲水基化合物。



MDBA是4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,是一种液体仲二胺, 由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几乎能与任何多元醇和多元胺混合。


随着国家对环保政策的日益严厉,各项法规相继出台,我国的水性树脂的必将快速发展,水基材料替代传统的油性材料已是大势所趋,二羟甲基丁酸作为一种性能更优的水性聚氨酯亲水性扩链剂,必将迎来广阔的市场。

选用PDMS和PHMO作为PU材料的软链段(即混合大二醇),混合软链段中m(PDMS)∶m(PHMO)=4∶1,w(硬链段)=40%。

当混合扩链剂中n(BDO)∶n(BHTD)为3∶2时,采用两步本体溶液聚合法合成出的混合大二醇基PU弹性体(PUE-40)表现出优异的综合力学性能,其极限拉伸强度变化不大,模量显著降低;另外,PUE-40试样的透明性好,表明该试样中发生的微观相分离程度较小,对光的散射性好。

DHPA含量对聚氨酯乳液性能的影响。随着DHPA用量的增加,黏度逐渐增大。透射电镜照片显示乳胶粒平均粒径随亲水基团含量的增加而减小,而且胶粒基本呈球形。

DHPA含量对聚氨酯胶膜性能的影响。在R值为2时制备的水性聚氨酯乳液制膜的力学性 能可见,在含有DHPA的 胶膜中,随着亲水基团含量的增加,膜的拉伸强度基本呈上升趋势,而伸长率先上升后下降,DH-PA为5%时胶膜的力学性能最佳。

采用自制的磺酸型亲水扩链剂(DHPA)可以制得综合性能较优的水性聚氨酯,当R为2、DH-PA为5%时得到的聚氨酯乳液最透明,且具有较好的稳定性,胶膜具有最佳的力学性能。 与羧酸盐型产品相比,产品的断裂伸长率和硬度有了很大程度的提高。

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4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)  http://www.yaruichemical.com