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TDI/PEG擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-2-26 17:30:21 |
通過自乳化法合成了水性聚氨酯，用環(huán)氧樹脂E244、TDI/PEG擴(kuò)鏈劑改性水性聚氨酯。探討了水性聚氨酯的配方及反應(yīng)條件，研究了環(huán)氧樹脂用量、加入方式、溫度等因素對乳液穩(wěn)定性和涂膜性能的影響。
結(jié)果表明:用環(huán)氧樹脂、TDI/PEG擴(kuò)鏈劑改性水性聚氨酯，可顯著提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶劑性等性能。
水性聚氨酯(WPU)是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，自1937年德國Bayer教授首次合成出陽離子型WPU以來，其無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、與顏填料的相容性好、不易損傷被涂飾表面、易于改性等優(yōu)點，在皮革涂料、紙張涂層、鋼材防腐、纖維處理等許多領(lǐng)域中已逐步代替了溶劑型聚氨酯。
但WPU還存在耐水性、耐溶劑性差等缺點，在一定領(lǐng)域的使用中受到了限制。目前，世界各國最普遍的改性方法是采用丙烯酸酯類單體通過接枝共聚改性的方式對WPU進(jìn) 行后處理。
這種方法可在一定程度上改善WPU的耐水、耐溶劑性。然而，其接枝交聯(lián)程度會影響到乳液的穩(wěn)定性問題，因乳液交聯(lián)密度低，其耐水性及其他機(jī)械性質(zhì)仍然不如傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯。
環(huán)氧樹脂(EP)具有出色的粘接能力，還具備高模量、高強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性好等特點。本工作采用環(huán)氧樹脂對水性聚氨酯進(jìn)行改性，通過自乳化法合成了環(huán)氧樹脂改性的WPU，達(dá)到了對水性聚氨酯結(jié)構(gòu)的交聯(lián)改性，得出了合理配方及適宜的反應(yīng)條件;研究了環(huán)氧樹脂用量及加入方法對水性聚氨酯的影響，并對乳液涂膜性能進(jìn)行了相關(guān)測試。
研究結(jié)果表明，交聯(lián)反應(yīng)顯著提高了乳液膜的硬度及其耐水性、耐溶劑性能。主要實驗原料和儀器。三乙胺(TEA)，分析純;擴(kuò)鏈劑，自制;二乙醇胺，化學(xué)純;聚乙二醇400(PEG400)，化學(xué)純;鄰苯二甲酸酐，分析純，;雙酚A型環(huán)氧樹脂E244，工業(yè)級;N，N2二甲基甲酰胺(DMF)，分析純;2，42甲苯二異氰酸酯(TDI)，化學(xué)純。擺桿式漆膜硬度;DZF-6020型真空干燥箱;傅立葉紅外光譜儀(FTIR)，SpecrumQneB型。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)
聚脲
降低凝膠反應(yīng)速度,使得用噴涂澆鑄技術(shù)生產(chǎn)這種高硬度聚合物成為可能。延長的凝膠速度可以改善與基層的粘著性、流動性、涂層之間的結(jié)合及表面質(zhì)量。使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作為熟化劑,可顯著提高聚合物的抗沖擊性能低溫性能。
合成過程及工藝。擴(kuò)鏈劑的合成。取30g(約0.2mol)鄰苯二甲酸酐于三口燒瓶中，加入30mL丙酮和15mLN，N2二甲基甲酰胺(DMF)混合溶劑，在攪拌和水浴冷卻條件下快速滴加19mL(約0.2mol)二乙醇胺進(jìn)行開環(huán)反應(yīng);滴加完畢，升溫至60℃左右回流反應(yīng)3h，冷卻至室溫，得擴(kuò)鏈劑22羧基2N，N2二羥乙基2苯甲酰胺(A)溶液，溶液濃度用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液標(biāo)定。
聚氨酯水分散液的合成。合成TDI/PEG擴(kuò)鏈劑=2/1/1(摩爾比)的聚氨酯分散液。取10g(約0.025mol)PEG400和7mL(約0.05mol)TDI于三口燒瓶中，在N2保護(hù)、60℃下反應(yīng)1h得到端異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體。
加入30mL丙酮和15mLN，N2二甲基甲酰胺(DMF)得到預(yù)聚體溶液，向預(yù)聚體溶液中加入11mL擴(kuò)鏈劑溶液，在60℃左右回流反應(yīng)3h，水浴冷卻至室溫即得聚氨酯溶液。聚氨酯溶液溫度降至40℃左右，用滴液漏斗向該溶液中緩慢滴加3.5mL三乙胺(三乙胺的量以完全中和擴(kuò)鏈劑的羧基為準(zhǔn))，反應(yīng)約10min可得到陰離子型聚氨酯溶液，在劇烈的攪拌下加入一定量的去離子水得到無色透明的聚氨酯水分散液。
機(jī)械共混法制備環(huán)氧樹脂改性水性PU按1.2.2中聚氨酯分散液合成方法，采用機(jī)械共混法制備環(huán)氧樹脂改性水性PU。即在預(yù)聚體溶液中加入11mL擴(kuò)鏈劑溶液，在60℃左右回流反應(yīng) 3h后，加入E244環(huán)氧樹脂攪拌約20min，然后降溫至40℃左右，其余步驟同1.2.2，得到白色的環(huán)氧樹脂改性水性PU乳液。
共聚法制備環(huán)氧樹脂改性水性PU 。反應(yīng)開始時環(huán)氧樹脂E244與TDI、PEG一起加入，聚氨酯預(yù)聚反應(yīng)結(jié)束后不再加E244，其余步驟同上。
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