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聚氨酯乳液所用擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-3-25 16:28:34 |
概述了自乳化聚氨酯乳液的發(fā)展，介紹了聚氨酯乳液所用擴(kuò)鏈劑、自乳化聚氨酯乳液性能。
聚氨酯（ＰＵ）具有良好的耐磨、耐化學(xué)藥品、耐低溫等性能，而且柔韌性好，粘合強(qiáng)度大，其彈性體、泡沫、塑料、涂料及粘合劑等已獲得廣泛應(yīng)用。
但由于有機(jī)溶劑有毒、易燃、且價(jià)格較貴，這就使以水作為介質(zhì)的水性聚氨酯的研究成為必然趨勢(shì)。早在１９４３年西德Ｓｃｈｌａｃｋ曾在乳化劑或保護(hù)膠體存在下，將二異氰酸酯在水中乳化并在激烈攪拌下，添加二胺，得聚氨酯乳液。
１９５３年Ｗｙａｎｄｏｔｔ將由二異氰酸酯和聚酯多元醇制成的端異氰酸酯預(yù)聚體的甲苯溶液分散于水中，再用二胺擴(kuò)鏈也合成了水系聚氨酯。
６０年代末，隨著各發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)的確立和日益強(qiáng)化，推動(dòng)了水性高分子材料的發(fā)展，水性聚氨酯也同樣得到了發(fā)展。并于１９６７年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。
１９７２年正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料使用，引起了世界各國(guó)的極大重視。初期的產(chǎn)品是通過(guò)強(qiáng)烈攪拌依靠剪切力和大量乳化劑的作用將聚氨酯強(qiáng)制乳化分散于水中，粒徑粗大，物性低劣不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求。
到１９７５年，向聚氨酯分子鏈中引入親水成分，使之于水中自乳化，從而得到高性能聚氨酯乳液，其應(yīng)用領(lǐng)域也隨之逐步拓展。
德國(guó)的Ｌｏｒａｚｅ自７０年代以來(lái)對(duì)水性ＰＵ作了大量研究，對(duì)自乳化ＰＵ的穩(wěn)定機(jī)理、相轉(zhuǎn)變過(guò)程都作了描述和解釋。
Ｋｉｍ和Ｌｅｅ對(duì)各種陰陽(yáng)離子聚氨酯的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系也作了大量研究，得出了很多有價(jià)值的結(jié)論。
我國(guó)對(duì)水性的ＰＵ的研究始于７０年代，近十幾年來(lái)發(fā)展迅速，每年都涌現(xiàn)出大量關(guān)于水性ＰＵ的論文和產(chǎn)品。水性ＰＵ的理論和實(shí)踐都在不斷地深化，關(guān)于在實(shí)踐應(yīng)用中存在的問(wèn)題，如何用水性ＰＵ理論來(lái)合理解決和正確解釋?zhuān)€有待人們?nèi)ド钊胙芯俊?br />
自乳化ＰＵ乳液的分類(lèi)方法。按原料分類(lèi)。按異氰酸酯類(lèi)型分有：芳香族ＰＵ，脂肪族ＰＵ；按羥基組分類(lèi)型分有：聚醚型、聚酯類(lèi)型其他型。
按乳液的熱屬性分類(lèi) 按熱屬性分有：熱塑性和熱固性ＰＵ乳液。按乳液的親水基團(tuán)的荷電性分類(lèi) 因?yàn)樽匀榛校杖橐菏窃诰酆衔镦溕辖尤胗H水基團(tuán)，使分子部分親水自乳化而成。因此，高分子鏈中的親水基團(tuán)成為其自身乳化穩(wěn)定劑。
4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)優(yōu)點(diǎn):
液體,安全易操作
釜中壽命長(zhǎng)
毒性低-艾姆斯試驗(yàn)為陰性
流動(dòng)性和附著性提高
濕度靈敏性低
可用于MDI預(yù)聚物的熟化
與多種多元醇共熟化劑和其他聚氨酯化學(xué)原料兼容
可用于室溫熟化
硬泡: 增強(qiáng)壓縮強(qiáng)度尺寸穩(wěn)定性,降低易脆性,閉孔率高,導(dǎo)熱系數(shù)低
TDI軟泡: 低密度,高強(qiáng)度,高承載性
MDI軟泡:低密度,低硬度,強(qiáng)度增強(qiáng)
親水基團(tuán)有離子和非離子親水鏈段，可按親水基團(tuán)的荷電性，將ＰＵ乳液分為：（１）非離子型；（２）陽(yáng)離子型；（３）陰離子型，其中有：（ａ）磺酸型；（ｂ）羧酸型；（４）兩性離子型。
按聚氨酯乳液所用擴(kuò)鏈劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本可分為醇類(lèi)化合物和胺類(lèi)化合物，其官能基均為2或小于4。
隨著聚氨酯工業(yè)的高速發(fā)展，聚氨酯乳液所用擴(kuò)鏈劑的新品種也在迅速增加，但實(shí)際大量使用的聚氨酯乳液所用擴(kuò)鏈劑仍然是二醇或二胺類(lèi)低分子化合物。
異氰酸酯的選擇。常用的芳香族二異氰酸酯有：甲苯二異氰酸酯（ＴＤＩ）萘二異氰酸酯（ＮＤＩ）、二苯基甲烷二異氰酸酯（ＭＤＩ）。
由于ＴＤＩ價(jià)格較低而且在２，４－甲苯二異氰酸酯中兩個(gè)不同位置的異氰酸根活性相差很大，有利于化學(xué)反應(yīng)中分子設(shè)計(jì)，應(yīng)用較為廣泛。ＭＤＩ比ＴＤＩ制備的ＰＵ具有較高的模量和撕裂強(qiáng)度，因?yàn)椋停模蓪?duì)稱(chēng)，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)規(guī)整有序的相區(qū)結(jié)構(gòu)。
芳香族異氰酸酯制備的ＰＵ，由于具有剛性的芳環(huán)，硬段內(nèi)聚能增大，其強(qiáng)度比來(lái)自脂肪族的異氰酸酯的ＰＵ大，并且抗氧化性能也好。
但是，在ＴＤＩ和ＭＤＩ的結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)共同特點(diǎn)是異氰酸酯基團(tuán)直接與苯核上碳原子相聯(lián)，這樣異氰酸酯基團(tuán)與苯核形成醌型結(jié)構(gòu)易于氧化變黃，抗ＵＶ降解性能較差。
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