|
|
|
水性聚氨酯(WPU)用親水?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：2017-4-7 10:39:48 |
水性聚氨酯是配制水性聚氨酯膠粘劑的基礎(chǔ)物質(zhì)和關(guān)鍵組分，它的性能直接決定膠粘劑的最終性能。根據(jù)粒子所帶電荷種類，水性聚氨酯可分為陰離子，陽離子，非離子三種類型。
水性聚氨酯的制備一般是先合成一定分子量的聚氨酯預(yù)聚體，然后在剪切力作用下將預(yù)聚體分散在水中。目前其制備方法以親水單體擴(kuò)鏈、自乳化法為主(所謂親水單體擴(kuò)鏈法)，即在聚氨酯預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)中引入水性聚氨酯(WPU)用親水?dāng)U鏈劑，所得聚合物無需外加乳化劑就能直接分散于水中形成水性聚氨酯。
水性聚氨酯(WPU)用親水?dāng)U鏈劑合成聚氨酯的工藝有溶劑法、預(yù)聚物分散水中擴(kuò)鏈法、熔融分散縮聚法等。
目前，世界合成膠粘劑發(fā)展的趨勢突出表現(xiàn)為環(huán)保和高性能化。隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，各發(fā)達(dá)國家大力研制水性膠粘劑。由于水性聚氨酯膠粘劑的綜合性能優(yōu)越，在各類水性膠粘劑中獨(dú)樹一幟，近年來受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，特別是高性能水性聚氨酯膠粘劑的開發(fā)研究已成為熱點(diǎn)課題。
早在四、五十年代，水性聚氨酯已有少量的研究，但由于貯存穩(wěn)定性差等原因，這項(xiàng)研究工作進(jìn)展不大，直到1972年德國Bayer公司正式將聚氨酯水分散液作為皮革涂料后，才開始迅速發(fā)展。據(jù)報(bào)道，1992年至1997年間水性聚氨酯的年平均增長率為8％。
我國從70年開始研究水性聚氨酯，近年來研究工作也十分活躍。研制工作具有以下特點(diǎn)：
(1)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，主要是乳液型，水溶性次之，膠乳型則不常見。
(2)從原料來看，多元醇主要用聚醚型，聚酯型次之，聚碳酸酯極少見。異氰酸酯的品種更少，只有TDI，HDI、MDI僅見報(bào)道。擴(kuò)鏈劑多用醇類，胺類較少使用。
(3)從制備方法及種類來看，一般是自乳化，羧酸型、陰離子體系；外乳化，磺酸型，季銨鹽型乳化體系較少；熔融分散，固體自發(fā)分散法等則未涉及。
(4)從理論與應(yīng)用角度來看，著重應(yīng)用開發(fā)，理論研究很少。
MDBA是4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷的商品名,是一種液體仲二胺, 由于其中每個(gè)氨基上的氫原子被一個(gè)仲丁基取代,在有限的空間里活潑氫原子和仲丁基的 結(jié)合產(chǎn)生了許多獨(dú)特的性能,氨基部分形成了影響硬段的脲鍵,而丁基則起內(nèi)增塑劑作用。 它與聚合物母體相連,既不會(huì)浸出,也不會(huì)析出。同時(shí)烷基增加了二胺的溶解性,使它幾乎能與任何多元醇和多元胺混合。
欲配制高性能水性聚氨酯膠粘劑，必須制備高性能水性聚氨酯。大多數(shù)水性聚氨酯主要是線性熱塑性聚氨酯，由于其涂膜沒有交聯(lián)，分子量較低，因而耐水性，耐溶劑性，膠膜強(qiáng)度等性能還較差。為提高水性聚氨酯的性能，必須對其進(jìn)行改性。
從水性聚氨酯的制備工藝過程來看，聚氨酯預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)對水性聚氨酯的最終性能有著決定性的影響。因此其改性主要應(yīng)從預(yù)聚體上做文章，通過改變預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)，分子量大小等等因素而達(dá)到改性的目的，以得到高性能水性聚氨酯。
聚氨酯預(yù)聚體的合成原料主要是低聚物多元醇和二異氰酸酯。低聚物多元醇通常分為聚醚多元醇和聚酯多元醇兩類，由聚醚多元醇制得的預(yù)聚體有良好的水解穩(wěn)定性，較好的柔韌性和延伸性，且耐低溫性能好；而聚酯多元醇型預(yù)聚體內(nèi)聚力大，粘接強(qiáng)度高。國外水性聚氨酯的主流產(chǎn)品一般為聚酯型，而國內(nèi)則以聚醚型為主。
有文獻(xiàn)報(bào)道，以一定比例的聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物為原料制得的預(yù)聚體性能較為理想。另外，低聚物多元醇的分子量和官能度對預(yù)聚體的性能也有很大影響，在預(yù)聚體的分子中引入部分分子量適量的三官能度聚醚，能增加預(yù)聚體的分子交聯(lián)度，從而改善水性聚氨酯的耐水性。
二異氰酸酯分為芳香族和脂肪族(或脂環(huán)族)兩類。由芳香族二異氰酸酯合成的預(yù)聚體有較高的強(qiáng)度，但不耐黃變，而脂肪族二異氰酸酯由于分子結(jié)構(gòu)中不含不飽和雙鍵，由其制得的預(yù)聚體耐黃變性能優(yōu)良。
除了低聚物多元醇和二異氰酸酯外，合成預(yù)聚體原料中還常常用到小分子擴(kuò)鏈劑，一般有胺類和醇類兩種。
水性聚氨酯(WPU)用親水?dāng)U鏈劑引入到預(yù)聚體分子中是制備水性聚氨酯的關(guān)鍵步驟之一。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA) http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
