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反應活性高的擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-3-3 17:56:29 |
制約水性聚氨酯廣泛應用的因素是成本較高和某些性能低于溶劑型聚氨酯。成本較高是由于成膜物合成過程繁雜、反應條件嚴格、產(chǎn)量不高等原因。
反應活性高的擴鏈劑合成的水性聚氨酯性能優(yōu)異。以異氰酸酯固化的水性聚氨酯體系，需要用昂貴的封閉異氰酸酯，其活化能高。選用低溫或無需加熱即可固化的廉價異氰酸酯是涂料行業(yè)努力的方向，并取得了顯著進展。
普通合成工藝制得的水性聚氨酯產(chǎn)品的固含量多為 20 ％～ 40 ％，這樣會增加運輸費用和干燥時間。設(shè)法將固體分提高到 50 ％以上是國外研究的課題之一。制得的固含量 55 ％的水性聚氨酯對電解質(zhì)和冷凍穩(wěn)定。采用了分子中既含有端羥基又含有磺酸基的聚氧化烷撐和聚酯二醇為合成水性聚氨酯的原料，聚合物中的親水基團進行自乳化，能顯著提高乳液的穩(wěn)定性。
此工藝的注意點是：乳化劑分散后進行擴鏈，必須加入比異氰酸酯反應活性高的擴鏈劑來提高聚合物的相對分子質(zhì)量；當反應活性高的擴鏈劑合成的水性聚氨酯，親水基分子中既含有異氰酸酯基，又含有反應性基團時，需盡力控制其自身聚合，否則會導致產(chǎn)品性能劣化。
在合成聚氨酯乳液時稍加溶劑 ( 稱作助溶劑或潛溶劑 ) 降低反應體系的粘度，一方面利于反應體系的控制，促進固化過程中涂膜的形成；另一方面可改進乳液的流動性和對基材的濕潤性，提高粘接強度。
一般可用丙酮、甲苯或丁酮等作為潛溶劑。但它們沸點較低，或有一定毒性，有著火和中毒的危險。改進的辦法是加人一定量能和水互溶的高沸點 N —甲基— 2 —吡咯烷酮來改進成膜性。另外，也可通過加入高沸點磷酸酯來提高成膜性能。值得注意的是，使用水性聚氨酯，固化速度不宜太快，因為有些助溶劑和聚合物有一定的親水性，溶劑揮發(fā)太快，會降低涂膜的附著力。
水性聚氨酯分散體的粒徑小于 1μm 時，貯存穩(wěn)定性才令人滿意，最佳粒徑值為 0.03 ～ 0.8μm 。自乳化型的粒徑小于強制乳化型的粒徑，所以前者比后者穩(wěn)定。粒徑隨聚合物分子鏈親水性的增加而變小，但同時一 NCO 親水活性增加，導致涂膜的耐水性下降。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)
聚脲
降低凝膠反應速度,使得用噴涂澆鑄技術(shù)生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動性、涂層之間的結(jié)合及表面質(zhì)量。使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作為熟化劑,可顯著提高聚合物的抗沖擊性能低溫性能。
為改善水性聚氨酯的耐水性，向聚氨酯分子鏈中引入表面能低的硅氧烷鏈段或功能性氟單體，以增強水性聚氨酯的疏水性和耐沾污性。為防止乳液分層和避免低粘度施工時涂料過多滲入多孔基材，常加入乙烯基增稠劑。乙烯基增稠劑的加入，可使被涂基材的密封性、涂飾性以及聚氨酯對底材的粘附性等方面有明顯的改善。
水性聚氨酯的初粘性較低也是阻礙其廣泛使用的原因之一。改進初粘性除加入增稠劑的方法外，大日本油墨和化學品公司合成了環(huán)氧樹脂—水性聚氨酯體系 ，顯示了良好的初粘性，且其耐水性、耐溶劑性、耐熱蠕變以及附著性能都有明顯改善，被用作高級涂裝材料，如膠合板 PVC 貼面的粘接。
成本較高是阻礙水性聚氨酯廣泛應用的重要原因之一，今后應改進合成方法，從工業(yè)流程合理化方面來降低成本，提高價格效能比。一方面從聚合物的分子結(jié)構(gòu)人手，選擇合適的功能性單體進行接枝或共聚，來提高水性聚氨酯的性能，另一方面通過共混復配技術(shù)來實現(xiàn)。共混復配技術(shù)投資少，見效快，既能提高性能，又能降低成本。
水性聚氨酯固化成膜時需去除水分，活化能高的水性聚氨酯常溫干燥慢，加熱又受到條件的限制，且浪費能源。為降低活化溫度，常通過加入增塑劑與其它樹脂來解決，但結(jié)果會降低附著力和貯存穩(wěn)定性。通過降低活化溫度的合成工藝可提高涂層的干燥速度，提高施工效率。
單一的水性聚氨酯存在干燥速度慢、對非極性基材潤濕差、初粘力低、耐水性差等不足。不能滿足多種領(lǐng)域的需要，為改善水性聚氨酯及其膠膜的性能，擴大水性聚氨酯的應用領(lǐng)域，需要對其進行改性。
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