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磺酸型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-8-1 11:59:53 |
本文介紹磺酸型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑。
合成了一種磺酸型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑1，2-二羥基-3-丙磺酸鈉(DHPA)，并通過紅外光譜法證明了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。
利用磺酸型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑與異佛爾酮二異氰酸酯、聚醚多元醇等反應(yīng)，制備出固含量高、熱穩(wěn)定性好和力學(xué)性能好的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液及薄膜。與同時(shí)合成的羧酸型水性聚氨酯(CWPU)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，SWPU乳液的固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)50%以上，而CWPU乳液固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過40%;SWPU乳液的粒徑比CWPU小，粒徑分布窄;SWPU薄膜具有更好的熱穩(wěn)定性和彈性模量;SWPU薄膜耐溶劑性比CWPU薄膜好，但耐水性比CWPU薄膜差。
水性聚氨酯(WPU)以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，體系中不含或含有極少量有機(jī)溶劑，具有不燃、無毒、不污染環(huán)境及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)WPU乳液因其固含量低(小于40%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)而導(dǎo)致干燥成膜速率慢，自增稠性差且初黏力低，從而限制了它的應(yīng)用。目前關(guān)于制備高固含量水性聚氨酯乳 液的研究報(bào)道較少。
為了擴(kuò)大WPU的應(yīng)用范圍，國(guó)內(nèi)外對(duì)磺酸型WPU進(jìn)行了研究，其產(chǎn)物的固含量?jī)H為40%左右，扯斷伸長(zhǎng)率最高也僅為 900%左右。以自制的1，2-二羥基-3-丙磺酸鈉(DHPA)作為親水?dāng)U鏈劑，用自乳化法制備高性能聚氨酯乳液。
主要原材料。異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，德國(guó)進(jìn)口產(chǎn)品;聚(四氫呋喃-co-氧化丙烯)二醇(Ng210)，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量1000，日本進(jìn)口產(chǎn)品;DHPA，純度大于95%，自制;N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，分析純，上海光鏵科技有限公司產(chǎn)品;二正丁胺，分析純，天津新華精細(xì)化工廠產(chǎn)品;二月桂酸二丁基錫，分析純，含錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)19%。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一種液體仲二胺,由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出。同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾 乎能與任何多元醇和多元胺混合。
WPU乳液的制備。將一定量的Ng210于110℃下在裝有溫度計(jì)、冷凝回流管和攪拌器的四口燒瓶中真空脫水2h，冷卻至30℃時(shí)通入氮?dú)?，加入?jì)量的IPDI和少量催化劑二月桂酸二丁基錫，升溫到70～75℃反應(yīng)至NCO基團(tuán)摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)3%，用二正丁胺滴定法判斷反應(yīng)終點(diǎn)。
降溫至60℃后將DHPA按照一定的質(zhì)量配比溶解在少量的NMP中，然后向體系中緩慢加入NMP溶液，于70℃反應(yīng)115h。再將反應(yīng)體系降溫至30℃，并向體系中緩慢加入一定量的去離子水，于劇烈攪拌的條件下進(jìn)行乳化，即得WPU乳液。113 WPU膠膜的制備 將WPU乳液涂布于聚四氟乙烯的試樣板上，在室溫下放置7d自然干燥成膜，然后在60℃下再干燥24h，制得WPU膠膜。
分析與測(cè)試粒徑及其分布。用美國(guó)BrookhavenInstru2ment公司生產(chǎn)的ZetaPLUS型粒度測(cè)定儀測(cè)定WPU乳液的粒徑(用平均直徑dn表示)及其分布(用多分散性指數(shù)PDI表示)。微觀形態(tài)。用日本電子株式會(huì)社生產(chǎn)的100 SX型透射電鏡(TEM)觀察WPU乳膠粒的微觀形態(tài)，并校正乳膠粒子粒徑及其分布。 固含量。用熱重法測(cè)定WPU乳液的固體物含量。 黏度用上海儀器廠生產(chǎn)的NDJ-8S型數(shù)字顯示黏度計(jì)測(cè)定WPU乳液的黏度。
貯存穩(wěn)定性。以在室溫放置1個(gè)月后的狀態(tài)表示W(wǎng)PU乳液的貯存穩(wěn)定性。凍融穩(wěn)定性。取一定量的乳液，置于-20℃冰箱內(nèi)冷凍18h，再于室溫下解凍6h，重復(fù)該操作5次以上，記錄乳液出現(xiàn)凝膠時(shí)的次數(shù)，以確定WPU乳液的凍融穩(wěn)定性。高溫穩(wěn)定性。將置于密閉玻璃瓶?jī)?nèi)的乳液試樣分別于60℃和80℃下恒溫放置，隨時(shí)查看乳液的情況，記錄乳液發(fā)生沉降或絮凝的時(shí)間，以確定WPU乳液的高溫穩(wěn)定性。
拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率。參照GB/T528—1998測(cè)定WPU乳液的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率。差示掃描量熱(DSC) DSC分析在P7型DSC儀上進(jìn)行。試樣在成膜后必須放置于干燥劑中干燥，以防止其含水量對(duì)DSC分析的影響。測(cè)試溫度為-50～250℃，升溫速率為10℃/min。整個(gè)過程在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
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