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預聚體與親水性擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-2-27 12:04:53 |
自乳化法制水性聚氨酯最常用方法有預聚體分散法和丙酮法。預聚體法即在預聚體中導人親水成分，得到一定粘度范圍的預聚體，有水中乳化同時加入進行鏈增長，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯（水性聚氨酯一脲）。
丙酮法屬于溶液法，是以有機溶劑稀或溶解聚氨酯，再進行乳化的方法。在溶劑存在下，預聚體與親水性擴鏈劑進行擴鏈反應，生成較高分子量的聚氨酯，反應過程可根據(jù)需要加入溶劑以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于攪拌，然后加水進行分散，形成乳液，最后蒸去溶劑。
溶劑以丙酮、甲乙酮居多，故稱為丙酮法。此法的優(yōu)點是丙酮，甲乙酮的沸點低、與水互容，易于回收處理。整個體系均勻，操作方便。由于降低粘度同時也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高分子量的預聚體或聚氨脂樹脂，所得乳液的膜性能比單純預聚體法的好。
而預聚體法由于粘度的限制，為了便于剪切分散，預聚體的分子量不能太高，可能會影響水性聚氨酯性能，例如粘度高則乳化困難，粒徑大，乳液穩(wěn)定性差；預聚體分子量小則NCO基團含量高，乳化后形成的脲鍵多，膠膜硬，缺乏柔軟性。
冷凍穩(wěn)定性也是實際應用中考慮的一個因素。在貯存過程應防止凍結和長期高溫。酸性物質及多價金屬離子會使陰離子型聚氨酯乳液產生凝聚；陽離子型應防止堿影響其穩(wěn)定性。
表面張力是關系到水性聚氨酯對基材潤濕性的重要因素。水性聚氨酯的表面張力一般為0.040-0.060N／m，而水的表面張力是0.073N／m，有機溶劑的表面張力一般為0.025 N／m左右。為了能有效地用水性聚氨酯膠粘劑粘接低能表面，可添加潤濕劑(流平劑)以降低乳液的表面張力，在這種情況下，必須選擇對粘附力或涂膜表面不利影響小的材料。一種含15％有機氟的表面活性劑Megafac F-813作為潤濕添加劑，對表面張力的影響。
成膜性能。水性聚氨酯的主要介質是水，水的揮發(fā)性比通常有機溶劑的低。水及有機溶劑的蒸發(fā)熱。與溶劑型相比，水乳液聚氨酯膠粘劑干燥慢，這是其最大的一個缺點。不過，水性聚氨酯的最低成膜溫度為0℃左右，因為不含乳化劑，常溫下千燥能形成有光澤、均勻和優(yōu)良韌性的薄膜。
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)產品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補的化合物。
軟泡：大塊泡沫 - 在標準的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強度、撕裂強度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點在降低泡沫密度得以實現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應用中已經證實,加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強拉伸強度、撕裂強度和延伸率,縮短脫模時間。
硬泡：聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導熱系數(shù)。聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體：涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預聚物的熟化,以生產一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
乳液膠的干燥與空氣的相對濕度有關，若空氣濕度小、氣溫高，則有利于膠膜的干燥。如果在光滑的表面成膜，干燥過快時可能使膜出現(xiàn)不均勻及裂紋。若在多孔質基材上干燥，則水分被基材吸收，使膠層樹脂濃度增大，干燥也快，也易在較短的時間內產生粘接力。
預聚體與親水性擴鏈劑反應制成的水性聚氨酯干燥(固化)后，具有彈性體的外觀和性能?？梢缘玫酵该骰虬胪该?、具有良好柔韌性的薄膜。為了測定乳液的膠膜性能，一般將少量乳液倒在平板玻璃上或乎底聚四氟乙烯盤中，室溫風干成膜，并可對風干膜進行熱處理，按彈性體膜強度的測試方法測試拉伸強度、撕裂強度及斷裂伸長率。
干膜強度。由于聚氨酯原料和配方的可多樣化，由水性聚氨酯也能制得從軟質到硬質的干膜，不同的品種其強度性質亦不相同。 一般來說，預聚體與親水性擴鏈劑反應制成的水性聚氨酯的固態(tài)強度比溶劑型聚氨酯制品的強度差，但通過原料、配方、工藝的選擇，能使水性聚氨酯的性能與溶劑型相媲美。
耐水性。是否能獲得耐水性是水性聚氨酯樹脂薄膜性能的重要指標。在許多應用場合，被粘接的制品要求具有耐水粘接力。將薄膜浸泡于水中，觀察其外觀是否泛白、測定薄膜吸水后增重率和面積、體積增重率，以及強度的變化，就可了解膠膜的耐水程度。
水性聚氨酯一般由含親水性基團，特別是由含離子基團的聚氨酯樹脂制成，在干燥固化過程中，若成鹽試劑能逸出，則羧基親水性較弱，膠膜獲得疏水性；如果熱塑性水性聚氨酯，成鹽試劑不能逸出，親水性基團殘留，則膠膜耐水性差。一般通過熱處理及采用交聯(lián)劑提高耐水性。
粘接性。水性聚氨酯樹脂具有較多的極性基團，如氨酯鍵、脲鍵、離子鍵，對許多種基材特別是極性基材、多孔性基材有良好的粘接性。和溶劑型相似，對不同的基材粘接強度有差別。水性聚氨酯膠粘劑對含較多增塑劑的軟質聚氯乙烯具有優(yōu)良的粘接性。
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
