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TDI/PEG扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-2-26 17:30:21
通过自乳化法合成了水性聚氨酯,用环氧树脂E244、TDI/PEG扩链剂改性水性聚氨酯。探讨了水性聚氨酯的配方及反应条件,研究了环氧树脂用量、加入方式、温度等因素对乳液稳定性和涂膜性能的影响。

结果表明:用环氧树脂、TDI/PEG扩链剂改性水性聚氨酯,可显著提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性等性能。

水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,自1937年德国Bayer教授首次合成出阳离子型WPU以来,其无污染、安全可靠、机械性能优良、与颜填料的相容性好、不易损伤被涂饰表面、易于改性等优点,在皮革涂料、纸张涂层、钢材防腐、纤维处理等许多领域中已逐步代替了溶剂型聚氨酯。

但WPU还存在耐水性、耐溶剂性差等缺点,在一定领域的使用中受到了限制。目前,世界各国最普遍的改性方法是采用丙烯酸酯类单体通过接枝共聚改性的方式对WPU进 行后处理。

这种方法可在一定程度上改善WPU的耐水、耐溶剂性。然而,其接枝交联程度会影响到乳液的稳定性问题,因乳液交联密度低,其耐水性及其他机械性质仍然不如传统的溶剂型聚氨酯。

环氧树脂(EP)具有出色的粘接能力,还具备高模量、高强度和热稳定性好等特点。本工作采用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性,通过自乳化法合成了环氧树脂改性的WPU,达到了对水性聚氨酯结构的交联改性,得出了合理配方及适宜的反应条件;研究了环氧树脂用量及加入方法对水性聚氨酯的影响,并对乳液涂膜性能进行了相关测试。

研究结果表明,交联反应显著提高了乳液膜的硬度及其耐水性、耐溶剂性能。主要实验原料和仪器。三乙胺(TEA),分析纯;扩链剂,自制;二乙醇胺,化学纯;聚乙二醇400(PEG400),化学纯;邻苯二甲酸酐,分析纯,;双酚A型环氧树脂E244,工业级;N,N2二甲基甲酰胺(DMF),分析纯;2,42甲苯二异氰酸酯(TDI),化学纯。摆杆式漆膜硬度;DZF-6020型真空干燥箱;傅立叶红外光谱仪(FTIR),SpecrumQneB型。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

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。


合成过程及工艺。扩链剂的合成。取30g(约0.2mol)邻苯二甲酸酐于三口烧瓶中,加入30mL丙酮和15mLN,N2二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂,在搅拌和水浴冷却条件下快速滴加19mL(约0.2mol)二乙醇胺进行开环反应;滴加完毕,升温至60℃左右回流反应3h,冷却至室温,得扩链剂22羧基2N,N2二羟乙基2苯甲酰胺(A)溶液,溶液浓度用标准NaOH溶液标定。

聚氨酯水分散液的合成。合成TDI/PEG扩链剂=2/1/1(摩尔比)的聚氨酯分散液。取10g(约0.025mol)PEG400和7mL(约0.05mol)TDI于三口烧瓶中,在N2保护、60℃下反应1h得到端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体。

加入30mL丙酮和15mLN,N2二甲基甲酰胺(DMF)得到预聚体溶液,向预聚体溶液中加入11mL扩链剂溶液,在60℃左右回流反应3h,水浴冷却至室温即得聚氨酯溶液。聚氨酯溶液温度降至40℃左右,用滴液漏斗向该溶液中缓慢滴加3.5mL三乙胺(三乙胺的量以完全中和扩链剂的羧基为准),反应约10min可得到阴离子型聚氨酯溶液,在剧烈的搅拌下加入一定量的去离子水得到无色透明的聚氨酯水分散液。

机械共混法制备环氧树脂改性水性PU按1.2.2中聚氨酯分散液合成方法,采用机械共混法制备环氧树脂改性水性PU。即在预聚体溶液中加入11mL扩链剂溶液,在60℃左右回流反应 3h后,加入E244环氧树脂搅拌约20min,然后降温至40℃左右,其余步骤同1.2.2,得到白色的环氧树脂改性水性PU乳液。

共聚法制备环氧树脂改性水性PU 。反应开始时环氧树脂E244与TDI、PEG一起加入,聚氨酯预聚反应结束后不再加E244,其余步骤同上。

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