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水性聚氨酯乳液用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-21 10:57:49
本文介绍水性聚氨酯乳液用扩链剂

葡萄糖改性水性聚氨酯乳液的制备方法,包括预聚、扩链、中和和乳化各单元过程,首先将异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二元醇混合,85℃滴加催化剂二月桂酸二丁锡,反应3小时得到聚氨酯预聚体;将聚氨酯预聚体降温至70℃后加入水性聚氨酯乳液用扩链剂和葡萄糖,继续反应至体系中-NCO含量不再变化;水性聚氨酯乳液用扩链剂扩链后的反应液经TEA中和后加入去离子水乳化,减压蒸馏脱除溶剂即得产品。

葡萄糖改性聚氨酯乳液涂膜后的热分解温度达到340℃左右,相比改性前的聚氨酯(热分解温度为284℃左右)的耐热性有了明显的提高,且耐水性得到了较大提高,吸水率较低可降低到13%以下,而普通聚酯型聚氨酯的吸水率一般为20%以上。

防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度随着气体吸收剂HHJ-1用量的增加,呈现出先增大后减小的趋势,而防水涂料的黏度逐渐增大。

在水固化聚氨酯防水涂料体系中,H2O作为固化剂与—NCO发生反应生成CO2气体,被气体吸收剂HHJ-1吸收,使涂膜的表面和截面无气泡或较少气泡,较为密实,涂膜性能较好,因此,HHJ-1量的增加可提高拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。

但是,并不是气体吸收剂HHJ-1越多越好,存在一个吸收平衡值,如果它将所有存在涂膜中的CO2气体吸收后,过多的HHJ-1起填料的作用,会降低产品性能,最终导致防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度降低;另外,HHJ-1是粉料,随其添加量的增加,防水涂料的黏度必然增大,所以在保证防水涂料性能较好的同时,HHJ-1用量不宜过多。综上分析,配方中其它组分不变,当气体吸收剂HHJ-1质量份为4时防水涂料性能最佳。

水含量对防水涂料性能的影响。单组分(潮气固化)聚氨酯防水涂料虽然不使用疑为致癌的有毒物MOCA作固化剂,但是它在施工过程中依靠吸收空气中的水分缓慢进行扩链反应固化,固化时间较长,特别是在温度低和湿度较小的环境中固化时间更长;其次,不能厚涂,施工需多道涂刮,影响工期,另外,在潮湿基层涂刷会起气泡。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

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降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


因此,水作为固化剂在聚氨酯防水涂料中优势较为明显,不仅环保、受外界环境影响小、涂膜后固化速度快,而且在潮湿基层无气泡。本实验PB-9224、FMBA、HHJ-1的质量份分别为20、0.8、4,以A组分+B组分总质量[m(A组分)∶m(B组分)=1∶2.5)]100份为基准,考察水含量对水固化聚氨酯防水涂料性能的影响。

随着水含量的增加,防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度先增大后降低,表干时间和实干时间逐渐缩短。水作为固化剂,其加入量严重影响防水涂料的力学性能和涂膜后的表干、实干时间。

当水含量较少时,涂膜的凝胶时间长,即表干、实干时间长,但存在局部固化较快的现象,导致涂膜的均匀性降低,即成膜密实度不均匀,并且膜表面出现针孔、发黏,致使防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度不高。

当水含量适中时,涂膜固化比较均匀且充分,整体性能提高;当水含量过多时,反应密度增大,反应速度过快,加快了涂膜表干、实干时间,且交联点较多,使聚合物分子链较短,另外,过量的水又会残留于涂膜内部,形成针孔和气泡,从而导致涂料的性能降低。综合考察,以A组分+B组分总量100份为基准,当水含量为20份时,涂膜的整体性能较优。

随着亲水聚醚PB-9224用量增加,涂膜的断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势,而拉伸强度、撕裂强度和—NCO含量逐渐增大。配方中其它组分不变,当亲水聚醚PB-9224质量份为20,—NCO含量为4.5%时,制备涂料的成膜性能最佳。

随着亲水扩链剂DMBA用量的增加,拉伸强度和撕裂强度呈现先增加后减小的趋势,而断裂伸长率和粘结强度逐渐增大。配方中其它组分不变,当亲水扩链剂DMBA的质量份为0.8时较为合适。

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