|
|
|
水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-27 12:05:03 |
將親水?dāng)U鏈劑中加入活性單體，氮?dú)獗Ｗo(hù)，溫度為0-160℃，親水?dāng)U鏈劑完全溶解后，加入催化劑和助催化劑，反應(yīng)1-30h，抽真空，即得用于水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑。
水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑其中活性單體和親水?dāng)U鏈劑的摩爾比為1-30:1。這種水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑制備方法工藝簡單易行，設(shè)備簡單；生產(chǎn)的水性聚氨酯不含高沸點(diǎn)的有毒助溶劑，更加環(huán)保、安全。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，由于合成技術(shù)的發(fā)展，水性聚氨酯進(jìn)入飛速發(fā)展階段。進(jìn)入21世紀(jì)，世界范圍內(nèi)日益高漲的環(huán)保要求，更是加快了水性聚氨酯工業(yè)發(fā)展的步伐。國內(nèi)對水性聚氨酯的研究開發(fā)于1972年開始，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，也取得了一定的成績。
水性聚氨酯以水作溶劑，取代了有機(jī)溶劑，不僅具有不污染、運(yùn)輸安全、工作環(huán)境好等特點(diǎn)，而且具有良好的綜合性能，在建筑、家具、汽車、印刷、皮革等行業(yè)使用越來越普遍，因此開發(fā)水性聚氨酯具有十分重要的意義。
任何高分子材料的性能均由其結(jié)構(gòu)決定，聚氨酯結(jié)構(gòu)包含化學(xué)結(jié)構(gòu)和聚集結(jié)構(gòu)兩方面?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)即分子鏈結(jié)構(gòu)，是合成之初配方設(shè)計中需要著重考慮的因素;聚集結(jié)構(gòu)是指大分子鏈段的堆積狀態(tài)，受分子鏈結(jié)構(gòu)、合成工藝、使用條件等的影響。研究結(jié)構(gòu)因素對性能的影響也就找到了提高水性聚氨酯性能的途徑。具體有以下幾方面的影響：
聚氨酯彈性體的軟鏈段主要影響材料的彈性，并對其低溫性能和拉伸性能有顯著的貢獻(xiàn)。一般情況下聚酯型聚氨酯彈性體比聚醚型聚氨酯彈性體具有更好的物理機(jī)械性能，而聚醚型聚氨酯具有更好的耐水解性和低溫柔順性能。聚醚軟段具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因而低溫使用范圍更廣。
而聚醚或聚酯軟鏈段的規(guī)整度都能提高其結(jié)晶度，因而可改善材料的抗撕裂性能和抗拉強(qiáng)度，同時也能增加聚合物的滯后特性。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)
聚脲
降低凝膠反應(yīng)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。
硬段結(jié)構(gòu)基本上是低分子量的聚氨酯基團(tuán)或聚脲基團(tuán)，這些基團(tuán)的性質(zhì)在很大程度上決定了彈性體的主鏈間相互作用以及由微相分離和氫鍵作用帶來的物理交聯(lián)結(jié)構(gòu)。異氰酸酯原料的結(jié)構(gòu)對聚氨酯彈性體的性能起著關(guān)鍵作用，主要是它們龐大的體積可以引起較大的鏈間位阻，使材料具有較高的撕裂強(qiáng)度和模量。
聚氨酯彈性體基本上屬于具有線性分子特征的熱塑性樹脂，但也可由多官能度擴(kuò)鏈劑或脲基等方式引入一定程度的交聯(lián)。適當(dāng)交聯(lián)可以改善材料的物理機(jī)械性能，提高聚氨酯的耐水性和耐候性。但也有研究表明，高交聯(lián)度導(dǎo)致處于橡膠態(tài)的聚氨酯彈性體模量下降，原因是硬鏈段微區(qū)里的交聯(lián)會阻礙鏈段的最佳堆砌和降低玻璃態(tài)或次晶微區(qū)的含量。
聚氨酯的特殊性能來源于其明顯的微相分離結(jié)構(gòu)，不同大分子鏈的硬段聚集成晶區(qū)，起到了物理交聯(lián)的作用，提高了體系的強(qiáng)韌性、耐溫性和耐磨性能。硬段微區(qū)與軟段基質(zhì)存在氫鍵等形式的結(jié)合，因此起到活性填料的作用，是材料強(qiáng)韌化的根源。
影響聚氨酯微相分離的因素很多，包括軟硬嵌段的極性、分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)、組成配比、軟硬段間相互作用傾向及熱力史、樣品合成方法等。相互分離的微相中也存在鏈段之間的混合，從而導(dǎo)致軟段玻璃化溫度的提高和硬段玻璃化溫度的減小，縮小了材料的使用溫度范圍，并使材料耐熱性能下降。
聚氨酯彈性體在硬段與硬段之間和硬段與軟段之間都能形成氫鍵，室溫下聚氨酯分子中大約75%～95%的NH基都形成了氫鍵。氫鍵的作用在于能使聚氨酯耐受更高的使用溫度，使聚氨酯彈性體在較高溫度時可以保持橡膠態(tài)時的模量。
在聚氨酯結(jié)構(gòu)中，硬鏈段由于氫鍵作用會聚集，造成軟硬鏈段的微相分離。硬鏈段含量的多少，直接影響制品的硬度、彈性和強(qiáng)度。一般情況下，隨著-NCO與一OH 摩爾比增大，膜的拉伸強(qiáng)度增大，成膜變硬，斷裂伸長率隨著-NCO與一OH摩爾比增大而降低。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA) http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
