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水性聚氨酯用擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-25 14:24:26 |
水性聚氨酯的合成工藝。由于外乳化法制得的PU分散液極其粗糙且很不穩(wěn)定，因此多采用聚合物自乳化法制備水性PU。根據(jù)水性聚氨酯用擴鏈劑擴鏈反應(yīng)不同，自乳化法可分為丙酮法、封端法、熔融分散縮聚法、預(yù)聚體分散水中擴鏈法等。
丙酮法丙酮法是德國Bayer公司Dieterich研究成功的。這種方法首先是用聚醚或聚酯多元醇與二異氰酸酯反應(yīng)，制備出端基為一NCO的高粘度預(yù)聚物，加人適量低沸點的溶劑(丙酮、丁酮或四氫呋喃)以降低粘度，然后引人親水基團擴鏈，再加溶劑降低粘度，在高速攪拌下加水稀釋，將離子化的聚氨酯分散到大量丙酮(約80%)和水(約20%)的介 質(zhì)中，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾除去溶劑得到聚氨酯乳液。
預(yù)聚體—丙酮降粘—擴鏈—季胺化—分散于水—蒸除丙酮—PU乳液這種方法的優(yōu)點是工藝簡單，反應(yīng)易于控制、重復(fù)性好、乳液粒徑范圍大、生產(chǎn)質(zhì)量好但溶劑需回收且難以重復(fù)利用，生產(chǎn)成本高。
如:由聚醚多元醇370份(重量份數(shù))，TDI127份，N—甲基二乙醇胺40份制得的30%聚氨酯水分散物，用醋酸中和，然后每100份上述水分散液中加入5份山梨醇縮水甘油醚。
封端法。封端法是選擇合適的一種或幾種復(fù)合低分子量的封閉劑，先將對水敏感的異氰酸酯的端NCO基團保護起來，使其失去活性，再加入水性聚氨酯用擴鏈劑和交聯(lián)劑共乳化制成乳液。使用時，通過熱處理使NCO基團脫封，異氰酸根與含活性氫的交聯(lián)劑反應(yīng)，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的聚氨酯涂膜。
預(yù)聚體—異丙醇熔融—封端—PU乳液 這種方法的關(guān)鍵是選擇適當?shù)姆舛藙?。常用的封端劑有酚類、醇類、酰氨類、肟類、亞甲基類等?br />
熔融分散縮聚法。熔融分散縮聚法又稱溶體分散法、預(yù)聚體分散甲醛擴鏈法。此法是將多元醇、多異氰酸酯熔融聚合，制成含離子基團的端基為一NCO的預(yù)聚物，經(jīng)離子化后在均相狀態(tài)下用甲醛進行羥甲基化形成更親水的羥甲基低聚物，分散于水中即成穩(wěn)定的PU乳液。
預(yù)聚體(含離子基團)—熔融—季胺化—羥甲基化—分散于水—PU乳液
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(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
預(yù)聚體分散水中擴鏈法。預(yù)聚體分散水中擴鏈法是近年來發(fā)展起來的。它首先制備帶親水基團并含—NCO端基的預(yù)聚物，通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮調(diào)整粘度，在高速攪拌下將其分散于去離子水中，然后加入水性聚氨酯用擴鏈劑多元胺水溶液進行擴鏈，生成高分子量的水性聚氨酯。
預(yù)聚體—引入親水基—分散于水—擴鏈—PU乳液 預(yù)聚體分散法的優(yōu)點是工藝簡單，能節(jié)省大量的溶劑，便于連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)，有較好的發(fā)展前景，雖產(chǎn)品質(zhì)量不如丙酮法，但無需使用大量的有機溶劑，并可制備有支化度的聚氨酯乳液，是目前工業(yè)化生產(chǎn)涂料和膠粘劑比較成熟的方法，發(fā)達國家主要利用該法合成高檔脂肪族水性聚氨酯。
此外，還有溶液法、二元胺直接擴鏈法、酮亞胺和酮連氮法、與水直接混合法、固體自發(fā)分散法等。近年來出現(xiàn)了一些新的制備方法，如用SO3或濃H2SO4磺化芳香族多異氰酸酯多元醇的預(yù)聚物，將親水性的—SO3H基團引入大分子苯環(huán)上，經(jīng)擴鏈反應(yīng)制得磺酸鹽型水性聚氨酯。同時，在軟硬段中同時引入離子基團也成為自乳化設(shè)計的手段之一。
芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯由于硬段含剛性芳環(huán)，因而使其硬段內(nèi)聚強度增大，材料強度一般比脂肪族異氰酸酯型聚氨酯的大，但抗紫外線降解性能較差，易泛黃。脂肪族聚氨酯則不會泛黃。不同的異氰酸酯結(jié)構(gòu)對聚氨酯的耐久性也有不同的影響，芳香族比脂肪族異氰酸酯的聚氨酯抗熱氧化性能好，因為芳環(huán)上的氫較難被氧化。
聚醚型耐水解也是相對的，容易在血液中巨嗜細胞所產(chǎn)生氧自由基的作用下氧化降解，導(dǎo)致生理條件下的應(yīng)力開裂。Kontmn公司生產(chǎn)的Cardiothane51是由90%聚氨酯和10%PDMS構(gòu)成的嵌段共聚物，該產(chǎn)品有較好的血液相容性，已用于主動脈內(nèi)氣囊、人工心臟、導(dǎo)管和血管中。聚氨酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，可以采用浸漬方法成型，有很好的機械性能。
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4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA) http://www.mctechserv.com |
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