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水性PU的胺類擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-20 12:37:35 |
丙酮法制備水性PU的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)易于控制，重復(fù)性好，乳液粒徑易控制，乳液質(zhì)量高，是目前使用最多的方法之一，尤其是PU分子量大時(shí)耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑且難以回收，工藝復(fù)雜、成本高。危險(xiǎn)性大。
預(yù)聚體分散法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的。它是先將親水單體引入到聚合物中，離子化，制得含離子鍵的PU預(yù)聚物，然后將其分散到水中，形成預(yù)聚物乳液，最后用水性PU的胺類擴(kuò)鏈劑在水相中進(jìn)行擴(kuò)鏈而制得PU乳液。
該方法工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需大量的有機(jī)溶劑，可制得有支化度的PU乳液，但僅限于特殊的端-NCO預(yù)聚物，此預(yù)聚物主要由低活性的脂肪族異氰酸酯制得的預(yù)聚體。
將丙氧基化2-烯-1，4-丁二醇與亞硫酸氫鈉的加成物(Mw301)15.2g于80℃加入到聚乙二醇酯二醇（Mw2143）429g中，混合物均勻加入87.5gMDI，80℃反應(yīng)至NCO含量為1.6%得到含磺酸鈉基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚體，將該預(yù)聚體在濃度為2.3%的乙二胺基異磺酸鈉水溶液842g乳化得到固含量為38%粘度為8pa·s的聚氨酯乳液。
?陜西科技大學(xué)吳雄虎，楊承杰，丁紹蘭采用異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、聚環(huán)氧丙烷二醇(PPG)、聚已二酸丁二醇酯多元醇（PTAd）、四氫呋喃聚醚多元醇（PTMG）和二羥甲基丙酸（DMPA）等為原料，采用預(yù)聚體分散法，合成了水性聚氨酯皮革光亮劑。
合成工藝如下：在裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)、氮?dú)庋b置的四口燒瓶中，加入低聚物多元醇、IPDI和少量的催化劑，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下于一定溫度下反應(yīng)2h左右，至NCO含量接近理論值時(shí)，加入DMPA、TMP繼續(xù)反應(yīng)2h左右，至NCO含理達(dá)理論值，得到預(yù)聚體。
降溫至50℃，加入計(jì)量的TEA和適量的丙酮，充分?jǐn)嚢韬?，倒出預(yù)聚體，在高速剪切下，加水乳化后，加入水性PU的胺類擴(kuò)鏈劑乙二胺擴(kuò)鏈，得到陰離子水性聚氨酯分散液。最后減壓蒸出丙酮。
采用預(yù)聚體分散法用水性PU的胺類擴(kuò)鏈劑制備了一系列聚碳酸酯二醇（PCDL）型水性聚氨酯（WPU）膠粘劑。
其合成方法如下：將PCDL和含磺酸基的聚酯二醇加入到裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中，于100～120℃真空脫水至含水量低于0.5%；然后在50～60℃條件下加入計(jì)量的異氰酸酯和溶劑丙酮，并維持此溫度反應(yīng)一段時(shí)間后，加入1，2-二羥甲基丙酸（DMPA）和1，4-丁二醇（BDO）繼續(xù)反應(yīng)；待反應(yīng)液中-NCO含量與設(shè)計(jì)值基本相符時(shí)，加入TEA中和羧基，之后加入蒸餾水強(qiáng)烈攪拌進(jìn)行乳化分散，并加入水性PU的胺類擴(kuò)鏈劑乙二胺進(jìn)一步擴(kuò)鏈；最后，減壓脫除丙酮，即制得PCDL型WPU乳液膠粘劑。
聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯,P1000類產(chǎn)品與美國(guó)的740M結(jié)構(gòu)相類似，屬于同系列化合物，740M已被美國(guó)FDA批準(zhǔn)可用于食品藥品接觸場(chǎng)合，P-1000亦應(yīng)為無(wú)毒產(chǎn)品，使用時(shí)不會(huì)對(duì)工作場(chǎng)所和周?chē)巳涸斐赏{。
性能及用途：
聚四亞甲基醚二醇雙對(duì)氨基苯甲酸酯,P1000為液體，因此可在室溫下與預(yù)聚體混合，澆注和硫化，它可作為T(mén)DI和MDI體系的擴(kuò)鏈劑，也可作為環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的柔性改性劑。應(yīng)用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系，由于它的易加工性，決定了它特別適用于現(xiàn)場(chǎng)加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比，不僅操作工藝簡(jiǎn)單，而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低，這也是該擴(kuò)鏈劑的一大特點(diǎn)。
四川大學(xué)成豐，向玲，于劍昆等預(yù)聚體分散法，以二羥甲基丙酸（DMPA）、蔗糖為親水鏈劑和交聯(lián)劑制備了一種種鞋用水性聚氨酯膠黏劑（WBPU）。
WBPU合成工藝如下：將已脫水的聚乙二醇（PEG-1000）、二羥甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液（DMPA/NMP，1/1W/W），加入到裝有攪拌機(jī)、回流冷凝管、水銀溫度計(jì)、氮?dú)膺M(jìn)出口的四口燒瓶中，溫度調(diào)至60℃后，再加入異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）及不得催化劑-M，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，待體系混勻反應(yīng)0.5h后，加熱升溫至80℃均勻攪拌反應(yīng)2h，然后。
溫度降低至60℃，再逐步加入1，4丁二醇以及蔗糖，反應(yīng)1h后，加入計(jì)量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550），反應(yīng)過(guò)程中視體系粘度大小加入適量乙酸乙酯，當(dāng)NCO值達(dá)到理論值終止反應(yīng)（二正丁胺滴定法判斷反應(yīng)終點(diǎn)），得到聚氨酯預(yù)聚體。
將降溫至（255℃）的聚氨酯預(yù)聚體加入到三乙醇胺（TELA）的水溶液剪切乳化，整個(gè)乳化過(guò)程在冰水浴進(jìn)行，待攪拌均勻后，另入三乙胺進(jìn)行中和成鹽，剪切乳化反應(yīng)40min，最后減壓蒸餾脫除溶劑，得到固含理為50%左右的水性聚氨酯乳液。
綜上所述采用預(yù)聚物混合法制備的水性聚氨酯其工藝相比丙酮法簡(jiǎn)單，是無(wú)須使用有機(jī)溶劑。使成本降低，但產(chǎn)品質(zhì)量不如丙酮法，且只適用于脂肪族水性聚氨酯的合成。
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