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自乳化型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-1-21 21:32:59 |
根據(jù)分子結(jié)構(gòu)上親水基團(tuán)的類型，自乳化型水性聚氨酯可分為陽離子型、陰離子型、兩性型和非離子型及混合型。陽離子聚氨酯是在預(yù)聚體溶液中使用自乳化型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑N一烷基二醇，引人叔胺基，然后經(jīng)季胺化或用酸中和從而實(shí)現(xiàn)自乳化。
而陰離子型是采用自乳化型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑2，2'一二羥甲基丙酸(DMPA)、二氨基烷基碘酸鹽等，引人碘酸基或羧基，再用三乙胺等進(jìn)行中和并乳化。若在聚氨酯骨架上加入自乳化型水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑，引入羥基、醚基、羥甲基等非離子基團(tuán)，尤其是聚氧化乙烯鏈段，可得到非離子型自乳化聚氨酯。離子和非離子型聚氨酯分散體各有優(yōu)、缺點(diǎn)，可以互補(bǔ)，得到性能優(yōu)良的制品即混合型。
聚氨酯(聚氨酯)是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱，它是聚合物內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量的氨基甲酸酯(—NHCO—)的高 分子化合物。自從1937年德國(guó)Bayer教授首次合成聚氨酯以來，聚氨酯以其軟硬度可調(diào)節(jié)范圍廣、耐低溫、柔韌性好、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。其彈性體、泡沫塑料、涂料及粘接劑等均已獲得廣泛應(yīng)用。
但由于溶劑型聚氨酯含有大量有機(jī)溶劑，嚴(yán)重污染環(huán)境，特別是溶劑型雙組分聚氨酯中的殘留異氰酸酯單體，毒性極高。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和各國(guó)政府環(huán)保立法，急需一種可以替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑型的新型聚氨酯材料。
水性聚氨酯是以水替代有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，有人也稱水性聚氨酯為水系聚氨酯或水基聚氨酯，它不僅具有溶劑型聚氨酯的一些重要性能特征。同時(shí)還具有不燃、無毒、無污染、節(jié)省能源及易貯存，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此備受關(guān)注，成為當(dāng)今聚氨酯領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。
水性聚氨酯的定義及分類。水性聚氨酯是指聚氨酯以水為介質(zhì)，體系中不含或含很少的有機(jī)溶劑。以外觀分，水性聚氨酯可以分為3類:聚氨酯水 溶液、聚氨酯分散液、聚氨酯乳液。三者之間的區(qū)別在于聚氨酯大分子粒子在水中的分散形態(tài)的不同，并沒有不可逾越的界限，實(shí)際應(yīng)用中我們所說的水溶性聚氨酯是指聚氨酯水分散體或聚氨酯乳液。
以親水性基團(tuán)的電荷性質(zhì)分，水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要，分為羧酸型和磺酸型2大類。
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴(kuò)鏈劑HTDA)參考指標(biāo)：
外觀（25℃）：無色或淡黃透明液體
色度≤1
粘度（mPa.s/25℃）：5-15
胺值(mgKOH/g)：850-900
活潑氫當(dāng)量（g/ep）：32
純度(%)≥99.5
含水量（%）≤0.2
沸點(diǎn)（℃）：213
比重（g/mm3）：0.94
添加量(100份128樹脂)：16-17
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴(kuò)鏈劑HTDA)是一種帶側(cè)甲基的脂環(huán)胺單體，是一支新型的脂環(huán)胺類環(huán)氧樹脂固化劑。
該產(chǎn)品可單獨(dú)用作固化劑，還可與其他普通環(huán)氧固化劑（如：脂肪胺，脂環(huán)胺、芳香胺、酸酐等）或通用促進(jìn)劑（如：叔胺、咪唑）混合使用，在寬廣的溫度范圍類固化環(huán)氧樹脂，適用于復(fù)合材料、涂料、膠粘劑和地坪等領(lǐng)域;可用于聚酰胺、聚酰亞胺等有機(jī)合成;可用于聚氨酯做胺類擴(kuò)鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產(chǎn)品的綜合性能。
以合成單體分水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分為芳香族和脂肪族，或具體分為TDI型、HDI型等等。 以產(chǎn)品包裝形式分水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。
水性聚氨酯的制備原理 水性聚氨酯的基本合成反應(yīng)與一般聚氨酯一 樣，只是一些單體中含有親水基團(tuán)，整個(gè)合成過程可分為兩個(gè)階段。第一階段為預(yù)逐步聚合，即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成分子量為103量級(jí)的水性聚氨酯預(yù)聚體;第二階段為中和后預(yù)聚體在水中的分散。
聚氨酯水性化方法主要是使用乳化劑或者在聚合物主鏈上引入親水基團(tuán)，如羧基、磺酸基等陰離子基團(tuán);羥基醚鍵、聚氧乙烯鏈等非離子基團(tuán)。通過擴(kuò)鏈劑類型、結(jié)構(gòu)及用量、制備方法和聚合物分子量的不同來改變聚氨酯分子的骨架結(jié)構(gòu)，制得乳液或水分散性的各種水性聚氨酯產(chǎn)品。根據(jù)聚氨酯水性化方法的不同可以分為2大類:外乳化法和內(nèi)乳化法。
外乳化法。早期水性聚氨酯的合成采用強(qiáng)制乳化法也叫外乳化法。此法先制備一定分子量的聚氨酯預(yù)聚體或其溶液在攪拌下加入適當(dāng)?shù)娜榛瘎┰趶?qiáng)烈攪拌下經(jīng)強(qiáng)力剪切作用將其分散于水中，依靠外部機(jī)械力制成聚氨酯乳液。這種方法最早為P.Schlack所發(fā)明。
外乳化法合成關(guān)鍵是選用合適的乳化劑。但因乳化劑用量大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、乳液及膜的物 理性能差、儲(chǔ)存穩(wěn)定性不好，因此實(shí)際應(yīng)用中較少采用。
內(nèi)乳化法?，F(xiàn)在，水性聚氨酯的乳化主要采用內(nèi)乳化法。此法不加乳化劑，而是在聚氨酯大分子鏈上引入親水基團(tuán)使聚氨酯分子具有一定的親水性，在攪拌下自乳化而成乳液。這些親水基團(tuán)都能與水起作用，形成氫鍵或者直接生成水合離子使聚氨酯溶于水。自乳化法制備的乳液粒徑小，穩(wěn)定性好。
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