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水性聚氨酯親水?dāng)U鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-8-23 11:16:17 |
本文介紹水性聚氨酯親水?dāng)U鏈劑。
本研究合成了磺酸型水性聚氨酯親水?dāng)U鏈劑和羧酸型水性聚氨酯親水?dāng)U鏈劑，將其應(yīng)用到水性聚氨酯和超支化水性聚氨酯的制備中，并對膠膜做了一系列的性能檢測。主要研究內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:采用取代、磺化反應(yīng)得到磺酸型親水?dāng)U鏈劑N，N-二(2-羥乙基)-2-氨基丙磺酸鈉。
通過單因素實(shí)驗(yàn)對合成條件進(jìn)行優(yōu)化，采用FT-IR、1H-NMR、有機(jī)元素分析、X-射線衍射和熱分析對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。FT-IR、1H-NMR及有機(jī)元素分析表明，合成產(chǎn)物是預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物;X-射線衍射分析測定結(jié)果表明，產(chǎn)物為結(jié)晶性化合物;同步熱分析結(jié)果表明，磺酸型擴(kuò)鏈劑的分解溫度為278.1℃，具有很好的熱穩(wěn)定性。
以丁二酸酐和二乙醇胺為主要原料，甲醇作為溶劑，合成羧酸型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑DMCA。在最佳條件下DMCA的轉(zhuǎn)化率為86.18%。采用現(xiàn)代儀器對DMCA進(jìn)行表征，結(jié)果表明:FT-IR、1H-NMR和有機(jī)元素分析表明目標(biāo)產(chǎn)物為N，N-二羥乙基-2-氨基丙酸(DMCA);XRD表明合成出的DMCA為非結(jié)晶性化合物;TG研究了DMCA的熱穩(wěn)定性，其熱分解溫度為263.7℃，熱穩(wěn)定性良好。
分別以DMPA和自制磺酸型擴(kuò)鏈劑作為親水?dāng)U鏈劑合成兩種水性聚氨酯CWPU和SWPU，其性能對比結(jié)果表明:SWPU相比于CWPU具有較好的親水性和耐熱性能;固含量及穩(wěn)定性方面，SWPU也是優(yōu)于CWPU的。
本研究制備了端羥基超支化聚合物(HPAE)，并以DMPA、DMBA和DMCA作為三種親水?dāng)U鏈劑，合成三種超支化水性聚氨酯(HWPU)。采用現(xiàn)代儀器對三種HWPU進(jìn)行表征，得出如下結(jié)論:FT-IR證明三種超支化水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)很相似，且均接上了-COOH基團(tuán)，具有親水性。結(jié)晶度:DMBA-HWPUDMPA-HWPUDMCA-HWPU。
掃描電鏡圖表明三種超支化水性聚氨酯均形成了致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。DMCA-HWPU膜的表面平整度較好。三種超支化水性聚氨酯乳液均呈乳白色泛藍(lán)光，無沉淀，乳液穩(wěn)定性:DMBA-HWPUDMCA-HWPUDMPA-HWPU。
以DMCA作為親水?dāng)U鏈劑合成出的HWPU在熱性能方面與DMPA-HWPU、DMBA-HWPU相當(dāng)。物理機(jī)械性能:DMCA-HWPUDMPA-HWPUDMBA-HWPU。DMCA-HWPU在吸水率及耐溶劑性方面與市售的親水?dāng)U鏈劑DMPA、DMBA合成出的水性聚氨酯相當(dāng)。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實(shí)現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實(shí),加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時(shí)間。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。
聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體
涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
擴(kuò)鏈反應(yīng)。將一定質(zhì)量的預(yù)聚體加入三口燒瓶中，然后加入預(yù)聚體質(zhì)量50%左右的丙酮，攪拌使其完全溶解。
Athawale等合成了一種新型的磺酸型親水單體，并以此替代二羥甲基丙酸（DMPA）合成了聚氨酯乳液。利用紅外光譜確定了化學(xué)結(jié)構(gòu)，并對聚氨酯分散體的涂層進(jìn)行了性能分析。
陰離子型水性聚氨酯的親水性中心為磺酸鹽和羧酸鹽，它們一般結(jié)合在二醇或二胺類物質(zhì)的分子中，并通過羥基或氨基同—NCO間的反應(yīng)引入到聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中。相比于羧酸型WPU，磺酸型WPU具有以下優(yōu)點(diǎn)。
磺酸型WPU的生產(chǎn)工藝比羧酸型WPU的生產(chǎn)工藝更為簡單、有效，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn)。
磺酸型WPU不需要中和，節(jié)省了中和劑并且有利于環(huán)境保護(hù)，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場前景。
含磺酸鹽基團(tuán)的WPU具有良好的水分散性、涂敷加工性、干燥成膜性和乳液穩(wěn)定性。
硬段中引入磺酸基團(tuán)會(huì)使分子內(nèi)庫侖力和氫鍵作用均增強(qiáng)，從而可以提高軟、硬段間的微相分離程度。
磺酸型WPU具有較高的初黏強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度，其耐水性和耐熱性也很好。
在聚氨酯生產(chǎn)中必要的試劑，聚氨酯是由含二異腈酸酯基的脂肪族和芳香族單體與含有二元或多元醇的聚酯或聚醚反應(yīng)形成的預(yù)聚物，應(yīng)用時(shí)加入擴(kuò)鏈劑使樹脂成形。常用的擴(kuò)鏈?zhǔn)呛蚨嘣u基的小分子醇，含氨基，亞氨基化合物或醚類醇。
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固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
