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阴离子型聚氨酯用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-4 13:32:06
采用阴离子型聚氨酯用扩链剂2,2’-二羟甲基丙酸(DMPA) 、阴离子型聚氨酯用扩链剂二氨基烷基碘酸盐、阴离子型聚氨酯用扩链剂酒石酸,引入羧基或碘酸基,再用三乙胺、氨水等进行中和并乳化。

若在聚氨酯骨架上引入羟基、醚基、羟甲基等非离子基团,尤其是聚氧化乙烯链段可得到非离子型自乳化聚氨酯。

聚氨酯链段中引入亲水性成分,无需乳化剂直接分散到水中的方法称为内乳化法。根据分子结构上引入亲水基团的类型,自乳化型水性聚氨酯可分为阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型。阳离子聚氨酯是在预聚体中使用N-烷基二醇扩链,引入叔胺基,然后经季胺化或用酸中和从而实现自乳化。

自乳化法又可分为预聚体法、溶液法、熔融分散法、酮亚胺—酮连氮法和保护端基法。

预聚体法。含端NCO的预聚体在不加或少加溶剂的情况下,直接在水中乳化同时进行链增长以制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯—脲)。该法由于粘度的限制,适用于活性不高的脂肪和脂环族异氰酸酯。此法优点是不需回收大量溶剂。

用氨或脲与离子体封端的异氰酸酯预聚体反应生成端脲基或端缩二脲聚氨酯预聚体,在一定外加剪切力的作用下,将该预聚体分散于水中,然后加入 醛基衍生物,在一定条件下进行反应,生成大分子聚氨酯水乳液。

水性聚氨酯胶粘剂的粘接原理。溶剂型或无溶剂单组分、双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用NCO基团的反应,在粘接固化过程中增强粘接性能;而大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含NCO基团,因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化,另外,水性PU含有羧基、羟基等基团,适宜条件下可参与反应,使胶粘剂产生交联,提高粘接力。

水性聚氨酯是在1943年由西德人P.Schlack首次成功制备,1967年聚氨酯乳液首次实现工业化并在美国市场问世,1972年Bayer公司率先将聚氨酯水乳液用作皮革涂饰剂,水性聚氨酯开始成为重要商品。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


水性聚氨酯虽然历史不长,但由于其本身所具有的无毒、不易燃烧、无污染、节能、安全可靠及不易擦伤被涂饰表面等优点,其发展非常迅速。

据报道,1992年至1997年间,水性聚氨酯的年平均 增长率为8%,并出现了一系列工业化产品,成功地应用于皮革涂饰、纸张涂层、钢材防锈、纤维处理、塑料及木材涂装、玻璃涂布等领域。

水性聚氨酯胶粘剂的合成。若聚氨酯分子链中引入含有少量不足以自乳化的亲水性链段或基团,或完全不引入亲水性成分,需添加乳化剂,才能得到乳液,此法称为外乳化法。此法制备的乳液中,乳化剂有残留,且分散液不稳定。

普通合成工艺制得的水性聚氨酯产品的固含量。多为20%~40%,这样会增加运输费用和干燥时间同时影响粘接性,设法将固体分提高到50%以上是国内外研究的课题之一。制得的固含量55%水性聚氨酯对电解质和冷冻稳定。采用了分子中既含有端羟基又含有磺酸基的聚氧化烷撑和聚酯二醇为合成水性聚氨酯的原料,聚合物中的亲水基团进行自乳化,能显著提高乳液的稳定性。

水的蒸发潜热高,干燥比较迟缓;另一方面,水的表面张力大,对粘附的基材特别是对低表面能或疏水性的基材润湿性差,难于赋予充分的粘接性。 加热干燥固化时,乳液粒子间不易得到连续的涂膜层。通常的办法是加入少量的溶剂如丙酮、甲苯等,但它们的沸点低,有毒且有着火的危险,改进的方法是加入高沸点的氮甲基呲咯烷酮。

聚合物与低分子化合物作用,仅限于侧基和端基的转变,聚合度基本不变的反应,称做聚合物相似转变。相似转变在工业上应用很多,如纤维素的反应、聚醋酸乙烯酯的反应、聚乙烯的氯化、含芳环高分子的取代反应,以及功能高分子等离子交换树脂。

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