|
|
|
用于水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-8-16 11:32:44 |
本文介紹用于水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑。
一種用于水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑的制備方法，包括：將親水?dāng)U鏈劑中加入活性單體，氮?dú)獗Ｗo(hù)，溫度為0-160℃，親水?dāng)U鏈劑完全溶解后，加入催化劑和助催化劑，反應(yīng)1-30h，抽真空，即得用于水性聚氨酯的擴(kuò)鏈劑，其中活性單體和親水?dāng)U鏈劑的摩爾比為1-30:1。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單易行，設(shè)備簡(jiǎn)單；生產(chǎn)的水性聚氨酯不含高沸點(diǎn)的有毒助溶劑，更加環(huán)保、安全。
DMPA是目前使用較廣泛的親水?dāng)U鏈劑，但DMPA熔點(diǎn)高（175～185℃），很難加熱溶解，這就需加入溶劑如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、丙酮等，NMP沸點(diǎn)高，制備PU后很難除去，而DMPA在丙酮中的溶解度較小，在合成過程中需要加入大量的丙酮，脫酮過程麻煩且脫不干凈，給生產(chǎn)過程帶來安全隱患。
二羥甲基丁酸（DMBA）作為新一代的親水性擴(kuò)鏈劑，結(jié)構(gòu)與DMPA相似，卻能縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低能耗，節(jié)省能源，其產(chǎn)品性能優(yōu)越，使水性聚氨酯分散體系在皮革涂飾、膠粘劑、涂料等方面得到更加廣泛的應(yīng)用。
在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，DMBA與DMPA在聚合物多元醇中的溶解行為受聚合物多元醇相對(duì)分子質(zhì)量影響較小，但二者的溶解溫度有很大的差別。DMPA的溶解溫度為145~150 ℃，低于此溫度，又慢慢析出，而DMBA的溶解溫度為80 ℃，一旦溶解，降低溫度無析出現(xiàn)象。這由于DMBA的熔點(diǎn)較低（Tm=108~113 ℃），而DMPA的熔點(diǎn)則較高（Tm=175~188 ℃）。
在反應(yīng)活性方面DMPA體系在6 h后仍有較強(qiáng)的NCO基吸收峰，此時(shí)仍可看到反應(yīng)瓶中有少量未溶解的DMPA。而DMBA體系在5 h后NCO基吸收峰已不明顯，這說明DMBA與NCO基反應(yīng)較快。這是因?yàn)?，DMBA在聚合物多元醇中溶解溫度為80 ℃，而體系反應(yīng)溫度也為80 ℃，整個(gè)反應(yīng)在均相體系中進(jìn)行；其二是DMPA與DMBA在分子結(jié)構(gòu)上的差異，DMBA由于碳鏈上增加一個(gè)亞甲基（—CH2），使羧基與羥基距離加大，羥基與異氰酸酯基反應(yīng)的空間位阻減小。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)
MDBA是4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,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。
DMBA聚氨酯乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率高于DMPA聚氨酯，但50%模量則較低。原因還是在于DMBA的分子結(jié)構(gòu)，龐大的側(cè)鏈—CH2COO—妨礙了聚氨酯硬段的聚集，硬段堆砌程度差，使硬段本身在軟段基質(zhì)中溶解程度偏高，硬段微區(qū)中硬段減少，這些因素會(huì)導(dǎo)致模量下降，然而，低模量會(huì)導(dǎo)致較大的斷裂伸長，反過來較大的斷裂伸長又會(huì)使軟段進(jìn)一步產(chǎn)生應(yīng)力結(jié)晶，結(jié)果出現(xiàn)較高的拉伸強(qiáng)度。
隨著DMPA用量的增加，分散體的粒徑總體減小，粒徑分布變窄，穩(wěn)定性增強(qiáng)，涂膜的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度提高，斷裂伸長率降低。但DMPA含量過高將導(dǎo)致耐水性下降，相轉(zhuǎn)變點(diǎn)后延，使乳化過程需要更多的水，固含量大大降低。
當(dāng)DMPA含量較低時(shí)，乳液粘度隨DMPA含量的增大而變化不明顯，而當(dāng)DMPA含量較高時(shí)，隨著親水基團(tuán)含量的增加，雙電層厚度增加和水溶脹性因素占主導(dǎo)地位，乳液的粘度明顯增大。
DMBA作為新一代的親水性擴(kuò)鏈劑，結(jié)構(gòu)與DMPA相似，卻能縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低能耗，節(jié)省能源，其產(chǎn)品性能更加優(yōu)越，但由于價(jià)格遠(yuǎn)高于DMPA，故工業(yè)應(yīng)用較少。
李堅(jiān)等以二羥甲基丁醛和水為原料，在過氧化氫作用下合成了二羥甲基丁酸，并以此作為擴(kuò)鏈劑合成聚氨酯乳液。用紅外光譜及液相色譜等檢測(cè)手段對(duì)合成的二羥甲基丁酸進(jìn)行了分析。利用其合成的聚氨酯乳液具有較好的高溫、凍融和離心穩(wěn)定性，所形成的膜具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
Lee等以DMBA為親水?dāng)U鏈劑，以PTMG650和HDI為主要原料，合成了羧酸型水性聚氨酯并對(duì)其性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，通過結(jié)合軟段末端的離子性基團(tuán)可以在低離子含量的條件下得到高固 含量且穩(wěn)定的分散體。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA) http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
