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親水劑(親水性擴鏈劑)
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-4-5 10:56:29 |
親水劑(親水性擴鏈劑)指能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團的擴鏈劑，它是水性聚氨酯制備中使用的水性化功能單體。
陰離子型親水劑(親水性擴鏈劑)中帶有羧基、磺酸基等親水基團，結(jié)合有此類基團的聚氨酯預(yù)聚體經(jīng)堿中和離子化，即呈現(xiàn)水溶性。
常用的陰離子型親水劑(親水性擴鏈劑)有：二羥甲基丙酸(dimethylol propionic acid， DMPA)、二羥甲基丁酸(dimethylol butanoic acid ，DMBA)、1，4-丁二醇-2-磺酸鈉。目前陰離子型水性聚氨酯合成的水性單體主要選用DMPA，DMBA活性比DMPA大，熔點低，可用于無助溶劑水性聚氨酯的合成，使VOC降至為0，其應(yīng)用應(yīng)引起重視。
DMPA、DMBA為白色粉末，使用方便。和陰離子水性聚氨酯顯著不同，在合成叔胺型陽離子水性聚氨酯時，先是在聚氨酯鏈上引入叔胺基團，再進行季叔胺鹽化(中和)。而季胺化工序較為復(fù)雜，這是陽離子水性聚氨酯發(fā)展落后陰離子水性聚氨酯的原因之一。
陽離子型水性單體有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、雙(2-羥乙基)苯胺(BHBA)、雙(2-羥丙基)苯胺(BHPA)等。
國外對利用不同叔胺化合物合成陽離子水性聚氨酯的研究較為深人，而國內(nèi)大多數(shù)采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
非離子型水性聚氨酯的水性單體主要選用聚乙二醇二醇，數(shù)均相對分子質(zhì)量通常大于1000。 水性單體品種、用量對水性聚氨酯的性能具有非常重要的影響。其用量越大，水分散體粒徑越細，外觀越透明，穩(wěn)定性越好，但對耐水性提高有副作用。
因此在設(shè)計合成配方時，應(yīng)該在滿足穩(wěn)定性的前提下，盡可能地降低水性單體的用量。應(yīng)該注意，近年來，出現(xiàn)了一些水性聚酯也可以用于WPU的合成。
水性聚氨酯預(yù)聚體制備時黏度較大，為方便傳質(zhì)、傳熱，尤其是后期的乳化，必須加入適當(dāng)?shù)娜軇鴥?nèi)常用的溶劑為丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺，國外主要用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，使用丙酮、丁酮時，分散完成后應(yīng)予脫除，使工藝比較復(fù)雜。
而使用N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)時，若單體選擇、配方設(shè)計恰當(dāng)，預(yù)聚體黏度較低，控制好其用量，VOC值可以達標(biāo)，可不予脫除，而且NMP的少量存在還可以起到成膜助劑的作用，提高涂料施工性能。使用DMBA、TMXDI可以合成零VOC的水性聚氨酯分散體。
4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)優(yōu)點:
液體,安全易操作
釜中壽命長
毒性低-艾姆斯試驗為陰性
流動性和附著性提高
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: 增強壓縮強度尺寸穩(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,高強度,高承載性
MDI軟泡:低密度,低硬度,強度增強
水性聚氨酯原料繁多，配方多變，制備工藝也各不相同，為方便研究、應(yīng)用，常對其進行適當(dāng)分類。
以外觀分：水性聚氨酯可分為聚氨酯水溶液、聚氨酯水分散體和聚氨酯乳液。
以親水性基團的電荷性質(zhì)(或水性單體)分：水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣。陰離子型水性聚氨酯又可分為羧酸型和磺酸型兩大類。
近年來，非離子型水性聚氨酯在大分子表面活性劑、締合型增稠劑方面的研究越來越多。陽離子型水性聚氨酯滲透性好，具有抗菌、防霉性能，主要用于皮革涂飾劑。
以合成用單體分：水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分為芳香族、脂肪族、芳脂族和脂環(huán)族，或具體分為TDI型、IPDI型、MDIX型，等等。
芳香族水性聚氨酯同溶劑型聚氨酯類似具有明顯的黃變性，耐候性較差，屬于低端普及型產(chǎn)品；脂肪族水性聚氨酯則具有很好的保色性、耐候性，但價格高，屬于高端產(chǎn)品；芳脂族和脂環(huán)族的性能居于二者之間。
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