|
|
|
水性聚氨酯涂料固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-4-27 11:46:16 |
近年來(lái)，對(duì)水性聚氨酯涂料的研究與開(kāi)發(fā)也異常活躍，因?yàn)樗跃郯滨ネ苛鲜黔h(huán)境友好型聚氨酯涂料的重要發(fā)展方向。
然而，專(zhuān)用于水性聚氨酯涂料固化劑的較少見(jiàn)，水性聚氨酯涂料固化劑是環(huán)境友好型聚氨酯涂料固化劑的一個(gè)重要開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，推廣國(guó)產(chǎn)環(huán)保型涂料，不僅具有良好的社會(huì)效益，也必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)的涂料工業(yè)正處在快速發(fā)展時(shí)期，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力很大。有關(guān)法規(guī)促使化工行業(yè)在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)必須注重環(huán)保問(wèn)題，因此科研人員必須加快開(kāi)發(fā)和推廣無(wú)溶劑或高固含量的水性聚氨酯涂料固化劑。
水性聚氨酯涂料的合成。水性聚氨酯的制備方法通?？煞譃橥馊榛ê蛢?nèi)乳化法兩種。外乳化法是指采用外加乳化劑，在強(qiáng)剪切力作用下強(qiáng)制性地將聚氨酯粒子分散于水中的方法，但因該法存在乳化劑用量大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)以及乳液顆粒粗、最終得到的產(chǎn)品質(zhì)量差、膠層物理機(jī)械性能不好等缺點(diǎn)，因而目前生產(chǎn)基本不用該法。
內(nèi)乳化法又稱(chēng)自乳化法，是指在聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中引人親水基團(tuán)無(wú)需乳化劑即可使自身分散成乳液的方法，因此成為目前水性聚氨酯生產(chǎn)和研究采用的主要方法.內(nèi)乳化法又可分為丙酮法、預(yù)聚體混合法、熔融分散法、酮亞胺/酮聯(lián)氮法、保護(hù)端基乳化法。
丙酮法。首先合成含-NCO端基的高粘度聚氨酯預(yù)聚體，加丙酮溶解，使其粘度降低，然后用含離子基團(tuán)擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈，在高速攪拌下通過(guò)強(qiáng)剪切力使之分散于水中，乳化后減壓蒸餾脫除溶劑丙酮，得到水性聚氨酯分散液。
丙酮法易于操作，重復(fù)性好，制得的水性聚氨酯分子量可變范圍寬，粒徑的大小可控，產(chǎn)品質(zhì)量好，是目前生產(chǎn)水性聚氨酯的主要方法。但該法需使用低沸點(diǎn)丙酮，易造成環(huán)境污染，工藝復(fù)雜，成本高，安全性低，不利于工業(yè)生產(chǎn)。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是隨著聚氨酯的發(fā)展,于80年代初工業(yè)化并大量使用的一種位阻芳香二胺擴(kuò)鏈劑,為低粘度、無(wú)毒、無(wú)味的液體。用于聚氨酯中,可提高制品強(qiáng)度和耐水解性,使制品生產(chǎn)率大大提高,并使大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聚氨酯制品工業(yè)化成為可能。detda與異氰酸醋較快的反應(yīng)速度還特別適用于無(wú)溶劑、快固型涂料。此外,還可作為環(huán)氧、醇酸樹(shù)脂固化劑,橡膠油類(lèi)抗氧劑、染料、農(nóng)藥中間體,是一種很有前途的化工新產(chǎn)品。
預(yù)聚體混合法。首先合成含親水基團(tuán)及端-NCO的預(yù)聚體，當(dāng)預(yù)聚體的相對(duì)分子量不太高且粘度較小時(shí)，可不加或加少量溶劑，高速攪拌下分散于水中，再用親水性單體(二胺或三胺)將其部分?jǐn)U鏈，生成相對(duì)分子量高的水性聚氨酯一脲。最終得到水性聚氨酯分散液。為合成低粘度預(yù)聚體，通常選擇脂肪族或脂環(huán)族多異氰酸酯，因?yàn)檫@兩種多異氰酸酯的反應(yīng)活性低，預(yù)聚體分散于水中后用二胺擴(kuò)鏈時(shí)受水的影響小。
但預(yù)聚體混合分散過(guò)程必須在低溫下進(jìn)行，以降低-NCO與水的反應(yīng)活性;必須嚴(yán)格控制預(yù)聚體粘度，否則預(yù)聚體在水中分散將非常困難,預(yù)聚體混合法避免了有機(jī)溶劑的大量使用，工藝簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)是擴(kuò)鏈反應(yīng)在多相體系中發(fā)生，反應(yīng)不能按定量的方式進(jìn)行。
熔融分散縮聚法又稱(chēng)熔體分散法，是一種無(wú)溶劑制備水性聚氨酯的方法。該法把異氰酸酯的加聚反應(yīng)和氨基的縮聚反應(yīng)緊密地結(jié)合起來(lái)。先合成帶有親水性離子基團(tuán)和-NCO端基的聚氨酯預(yù)聚物，預(yù)聚物與尿素進(jìn)行加聚反應(yīng)得到含離子基團(tuán)的端脲基聚氨酯雙縮二脲低聚物。
此低聚物在熔融狀態(tài)下與甲醛水溶液發(fā)生縮聚反應(yīng)和羥甲基化應(yīng)，形成含羥甲基的聚氨酯雙縮二脲，用水稀釋后，得到穩(wěn)定的水性聚氨酯分散液。
例如歐共體規(guī)定，含TDI、HDI、IPDI、HMDI等化學(xué)品的容器外壁必須張貼標(biāo)志：二異氰酸酯游離單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5%以下者，外壁標(biāo)明“含異氰酸酯”；游離單體含量在0.5%~2.0%者，標(biāo)明“有害”警告標(biāo)志及“含異氰酸酯”；游離單體含量在2%以上者，除標(biāo)明“含異氰酸酯”，還須標(biāo)明“有毒”并附有骷髏白骨標(biāo)志。
中國(guó)生產(chǎn)的聚氨酯涂料基本是芳香族溶劑型涂料，使用的二異氰酸酯通常是TDI。近年國(guó)家在涂料環(huán)保方面制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Gb18581-2001“室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量”中規(guī)定了硝基漆類(lèi)、聚氨酯漆類(lèi)和醇酸漆類(lèi)木器涂料中有害物質(zhì)（甲醛、苯系物、TDI及其它揮發(fā)性有機(jī)物）的限值。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
