水性聚氨酯树脂的配方
㈠ 有没有水性聚氨酯的 配方
1、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MD I 和XDI 等异氰酸酯制造。
其芳香族NCO 反应温度在(120—150) ℃ ,脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃ 以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。
产品配方:NCO :多元醇羧酸( 物质的量比) 为6:1:1.43。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃ 回流脱水至透明后, 过滤出料备用。亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃ 回流脱水后, 加入10 % 磷酸( 甲苯) 液降温至120 ℃ , 通入氮气, 将TD I 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃ 反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察物料反应情况, 防止爆聚, 滴完在130℃ 反应2h 、140 ℃ 1h 、145 ℃ 30min , 降温至70 ℃ , 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 ℃ 反应(2—3) h , 检测NCO 转化率达96 % , 加入10 % 醋酸锂液, 此时有两种工艺: 一是降温至25 ℃ , 静置7d ; 二是升温至(80—90) ℃ 反应(2—3) h , 测游离TD I 在0.3% 以下, 加入10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至85 ℃ 反应20min , 抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % , 降温至50 ℃ 加入50 % 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值至8.5 , 升温到60 ℃ 反应至透明, 降温到40 ℃ 出料。
2、改性HDI 缩二脲交联剂
产品配方:
NCO:H2O = 3:1.1, NCO:OH =6:1, 理论NCO 含量= 15.9 % , 采用分阶段聚合反应、中和法。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至80℃ 溶解均匀, 再升温至148 ℃ 回流脱水至透明无水后, 降温至40 ℃ 出料备用。HDI 预聚体制备: 按配方将己二异氰酸酯、二甲苯加入反应釜, 通入氮气, 升温至65 ℃ , 加入10 % 磷酸(甲苯) 液搅匀, 将去离子水加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控制自升温在80 ℃ 以下, 完成滴加后, 升温至90 ℃反应1h 、120 ℃ 2h 、130 ℃ 1h , 降温至70 ℃ , 再将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加,滴完后在70 ℃ 反应(2 —3) h 、80 ℃ 1h , 测游离HDI<0.2 % , 抽真空脱出有机溶剂,加入亲水溶剂, 调节固含量50 % , 降温至50 ℃ 加入50 % 三乙胺水溶液, 调p H 值8.4 , 升温到60℃反应至透明, 降温到40 ℃ 过滤出料。
3、 改性TD I 三聚体交联剂
产品配方:
NCO:OH ( 物质的量比) 为6:1, 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法及分阶段反应。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸液的制备, 按配方将三羟甲基丙烷、新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DM - PA、醋酸丁酯、二甲苯加入反应釜搅拌, 升温至80 ℃ 溶解均匀, 再将其升温至148 ℃ 回流脱水至透明, 降温到40 ℃过滤出料备用。
三聚体制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌、升温至148 ℃ 回流脱完水后, 降温至120 ℃,加入10 %磷酸锂液搅匀, 通氮气, 将TDI 加入单体滴加釜开始滴加, 3h 滴加完后, 保温120 ℃ 反应2h 、130 ℃ 1h, 降温至65 ℃ , 将多元醇- 羧酸液进入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 控温在75 ℃ 以下, 滴完, 80 ℃保温2h , 取样测游离TDI<0.9 % , 加入10 % 磷酸甲苯液升温至85 ℃ 反应2h ( 或降至25℃ 静置7d) , 检测游离TDI<0.2 % , 加入10 % 硫酸二甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至90℃反应15min , 抽真空脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂调节固含量至50 % , 降温至50 ℃ 加入50 %三乙胺水溶液、N - 甲苯二乙醇胺调节p H 值为8 . 4 , 升温到60 ℃ 反应至透明, 降温至40 ℃ 出料。
4、TD I/ TMP 加成、改性物交联剂
产品配方:
NCO:OH ( 物质的量比) 为3:1 , 采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法。工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液的制备, 按配方将TMP 、新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸丁酯加入反应釜搅拌升温至80 ℃ 溶解均匀, 升温到140 ℃ 回流脱水至透明, 降温至40 ℃ , 过滤出料备用。
加成物制备: 按配方将醋酸丁酯、甲苯进入反应釜搅拌升温至140 ℃ 回流脱水后, 降温到60 ℃ 加入TDI ,通入氮气, 将多元醇- 羧酸溶液加入滴加釜开始滴加, 反应自放热, 滴加要缓慢, 控温在70 ℃ 以下滴完, 加入10%磷酸甲苯液, 70 ℃ 反应(4—5) h 。检测NCO 含量达13.1 % , 游离TDI在12.5 % ,加入10 % 三正丁基膦液搅匀, 升温至85 ℃ 反应(2—3) h( 或降温至25 ℃ , 静置7d),取样检测游离TDI<0.2 % , 加入10 % 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液升温至90 ℃ ,反应15min , 抽真空减压, 脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂, 调节固含量50% , 降温至50 ℃ 加入50% 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值为8.5 , 升温到60℃ 反应至透明, 降温至40℃ 过滤出料。
5、XDI/TMP 加成改性物, NCO 交联剂
产品配方:
NCO:OH ( 物质的量比) = 9:1 , 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 参照第四的工艺步骤进行。
6、改性TD I 醇解油, NCO 交联剂
产品配方:
油度86.4 % , K 值= 0.93 , 醇超量R = 1.17 , NCO:1OH ( 物质的量比) = 3:( 含蓖麻油中羟基), 采用三聚催化、终止、残基封闭法。
工艺步骤: 按配方将TD I 、蓖麻油、新戊二醇加入反应釜, 升温至120℃ 加入环烷酸钙, 搅拌、升温至240℃ ,醇解反应(2—3) h , 取样测试其透明度, 合格后降温至180℃ , 加入苯偏三甲酸酐、DMPA 反应40min ,降温至120℃ 加入甲苯稀释, 升温到134℃ 回流脱水, 水脱尽后, 降温至60℃ , 开始滴加TDI , 2h滴完, 加入10% 磷酸甲苯液搅匀, 升温至70℃ 反应(3—4)h , 测试NCO 含量在12% 、游离TDI 在9.5 % , 加入10% 烷基膦液搅匀, 升温至80℃ 反应(2—3)h( 或降温至25℃静放7d) , 测试游离TDI<0.3% , 加入10% 苯甲酰氯液、10% 二甲基吡唑液搅匀升温至90℃反应15min , 抽真空减压脱出全部甲苯, 加入亲水溶剂, 调整固体含量为50% , 降温至50℃ 加入三乙胺、N -甲苯二乙醇胺, 调整p H 值为8.5 , 升温至60℃ 反应到透明, 降温至40℃ 过滤, 出料。
7、水性聚酯聚氨酯
产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) = 1.5:1 , K 值= 1.02 ,醇超量R = 1.18。
工艺步骤: 按配方将新戊二醇、己二酸、苯偏三甲酸酐、DMPA 加入反应釜, 通入CO2 气, 升温至120℃ ,加入钛酸四异丙基酯, 搅拌升温至180 ℃ , 反应2h 后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到79mg KOH/ g , 羟值达到79.5 , 降温至130℃ 加入二甲苯, 升温至150℃ 回流脱水, 脱尽后, 抽真空回收二甲苯,降温至80 ℃ 加入丙酮进行稀释, 保温在60℃ ,1.5h 滴加TDI , 滴完加入10% 磷酸( 甲苯)液搅匀, 升温至70℃ 反应(4—5)h , 测试游离TDI<0.2% , 加入50% 苯酚( 甲苯)液升温至80℃ 反应15min , 再升温至90℃ , 蒸馏出1/2 投料量的丙酮, 70℃保温备用。在另一个装有快速搅拌的反应釜中, 加入N- 甲苯二乙醇胺、三乙胺、乙二胺、去离子水开动快速搅拌, 将上述保温在70℃ 的物料, 缓慢加入反应釜, 在60℃ 进行中和反应透明后, 升温至70℃ , 抽真空减压, 蒸馏出余下的全部丙酮,降温至40℃ , 过滤, 出料。
8、水性豆油酸聚酯聚氨酯
产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值= 1.019 ,醇超量R= 1.3 、r =1.5 , 油度56%。
工艺步骤: 按配方将豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、季戊四醇、新戊二醇加入反应釜, 通入CO 2 气, 升温至120℃加入二月桂酸二丁基锡进行搅拌, 升温至220℃ , 反应3h , 降温至180℃ 加入间苯二甲酸、苯偏三甲酸酐、DMPA在180℃ 下反应2h 后, 每隔30min 取样测试其酸值, 直至达到75mg KOH/g , 羟值为80 ,降温至120 ℃ 加入甲苯, 升温至132℃ 回流脱水, 脱尽后, 降温至65℃ 加入10% 苯酚甲苯液搅匀,将TDI 加入单体滴加釜, 开始滴加,1.5h 滴完后, 升温至70℃ 反应4h , 80℃ lh , 测试游离TDI 在0.2 % , 加入50% 苯酚( 甲苯) 液搅匀, 升温至90℃ 反应15min , 进行真空减压脱出2/3 的甲苯, 加入异丁醇降温至50℃ , 加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及1/3 的去离子水, 调整p H 值为8.6 ,升温到60℃ 反应至透明, 抽真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水, 调整固含量50% , 过滤, 出料。
9、水性菜油醇酸聚氨酯
产品配方( 甲组分): OH ∶ NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值=1.01 ,醇超量R= 1.314 , r= 1.499 , 油度= 55.2% , 理论NCO 含量= 228% 。
工艺步骤: 按配方将菜籽( 色拉) 油、蓖麻油脂肪酸、TMP 、新戊二醇加入反应釜, 通入CO2 气, 升温至120℃ 加入环烷酸锂搅拌, 升温至230℃ 反应(2 ~ 3)h , 测试醇解透明合格后, 降温至180℃ ,加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA , 在180℃ 反应2h 后, 每隔30min , 测试一次酸值,直至达到70mg KOH/ g 为止, 然后降温至110℃ 加入甲苯, 升温至132℃ 脱水, 将水脱尽后, 降温至65℃ 加入10% 磷酸( 甲苯) 液搅匀, 将TDI 加入单体滴加釜, 开始滴加, 滴完后升温至70℃ 反应(4—5) h ,80℃ 1h , 测试游离TDI 达到0.2 % , 加入50% 苯酚( 甲苯) 液, 升温至90℃反应15min , 抽真空脱出1/3 的甲苯, 加入异丙醇, 降温至50℃ 加入N - 二甲基乙醇胺、三乙胺, 及1/2 的去离子水, 调整p H 值为8.6 , 升温到60℃ 反应至透明, 抽真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水,调节固含量50% , 过滤, 出料。
10、水性蓖麻油醇酸聚氨酯
产品配方(甲组分): OH∶NCO ( 物质的量比) =1:1.5 , 树脂K 值=0197 , 醇超量R= 1.23, r= 1.36, 油度=5514% , 理论NCO 含量= 2.3% 。
工艺步骤: 按配方将蓖麻油、甘油(95%) 、新戊二醇加入反应釜, 通入CO2 气, 升温至120℃加入一氧化铅搅拌, 升温至230℃, 反应(2-3) h , 测试其醇解透明合格后, 降温至180℃加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA 、松香二元醇, 在180℃ 反应2h 后, 每隔30min 测试酸值,直至达到80mg KOH/g 为止, 然后降温至110℃ 加入甲苯, 升温到128 回流脱水, 脱尽后, 加入10%磷酸甲苯液降温至65℃, 用1.5h 滴完TDI , 升温至70℃反应4h , 80℃1h , 测试其游离TDI达到0.2 % , 加入50% 苯酚(甲苯) 液, 升温至95 反应15min , 抽真空脱出1/ 2 量的甲苯,加入异丙醇, 降温至50 加入一乙醇胺、三乙胺及1/2 量的去离子水, 调整p H 值为8.6 ,升温到60℃反应至透明, 抽真空脱出全部甲苯, 加入余下的去离子水, 过滤, 出料。
㈡ 水性聚氨酯树脂的水性聚氨酯的合成单体
水性聚氨酯合成用聚合物多元醇及小分子多元醇同油性聚氨酯,多异氰酸酯主要选择IPDI、TDI和HDI。此外,要引入亲水单体,其携带的亲水基团。 亲水性扩链剂是水性聚氨酯制备中使用的水性化功能单体,它能在水性聚氨酯大分子主链上引入亲水基团。阴离子型扩链剂中带有羧基、磺酸基等亲水基团,结合有此类基团的聚氨酯预聚体经碱中和离子化,即呈现水溶性。常用的产品有:二羟甲基丙酸(dimethylol propionic acid ,DMPA)、二羟甲基丁酸(dimethylol butanoic acid ,DMBA)、1,4-丁二醇-2-磺酸钠。
目前阴离子型水性聚氨酯合成的水性单体主要选用DMPA, DMBA活性比DMPA大,熔点低,可用于无助溶剂水性聚氨酯的合成,使VOC降至接近0。DMPA、DMBA为白色结晶(或粉末),使用方便。合成叔胺型阳离子水性聚氨酯时,应在聚氨酯链上引人叔胺基团,再进行季叔胺盐化(中和)。而季胺化工序较为复杂,这是阳离子水性聚氨酯发展落后阴离子水性聚氨酯的原因之一。
阳离子型扩链剂有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、双(2-羟乙基)苯胺(BHBA)、双(2-羟丙基)苯胺(BHPA)等,国内大多数采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。非离子型水性聚氨酯的水性单体主要选用聚乙二醇二醇,数均相对分子质量通常大于1000。 水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。
单组分水性聚氨酯包括单组分热塑性、单组分自交联型和单组分热固性三种类型。单组分热塑性水性聚氨酯为线型或简单的分支型,属第一代产品,使用方便,价格较低,贮存稳定性好,但涂膜综合性能较差;单组分自交联型、热固型水性聚氨酯是新一代产品,通过引入硅交联单元或者干性油脂肪酸结构形成自交联体系,通过水性聚氨酯的羟基和氨基树脂(HMMM)可以组成单组分热固型水性聚氨酯。
自交联基团或加热(或室温)条件下可反应的基团,使涂膜综合性能得到了极大提高,其耐水、耐溶剂、耐磨性能完全可以满足应用,该类产品是目前水性聚氨酯的研究主流。双组分水性聚氨酯包括两种类型,一种由水性聚氨酯主剂和交联剂组成,如水性聚氨酯上的羧基可用多氮丙啶化合物进行外交联;
另一种由水性羟基组分(可以是水性丙烯酸树脂、水性聚酯或水性聚氨酯)和水性多异氰酸酯固化剂组成;使用时将两组分混合,水挥发后,通过室温(或中温)可反应基团的反应,形成高度交联的涂膜,提高综合性能。其中后者是主导产品。
㈢ 求几个水性聚氨酯增稠剂配方
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㈣ 用什么树脂制备高光泽水性聚氨酯
提高水性聚氨酯树脂的硬度,可通过引入三官能度单体形成适当的分支或外加交联剂。
水性聚氨酯树脂的改性:
(1)内交联法
为提高涂膜的机械性能和耐水性,可直接合成具有适度交联度的水性聚氨酯,通常可采用以下方法加以实现:
①在合成预聚物时,引入适量的多官能度(通常为三官能度)的多元醇和多异氰酸酯,常用的物质为TMP、HDI三聚体、IPDI三聚体等。
②脂肪族水性聚氨酯可以采用适量多元胺进行扩链,使形成的大分子具有微交联结构,常用的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺等。
③同时采用(1)和(2)两种方法。对水性聚氨酯进行内交联改性,关键要掌握好内交联度,内交联度太低,改性效果不明显,若太高将影响其成膜性能。
(2)自交联法
所谓自交联法是指在水性聚氨酯成膜后,能自动进行化学反应实现交联,提高涂膜的交联度,改善涂膜的性能。因此必须对水性聚氨酯的大分子结构进行改性。例如可以引入干性油脂肪酸(双键结构)以及多烷氧基硅单元等方法加以实现,使得其在成膜后能发生自动氧化交联反应和水解缩合反应,提高综合性能。该法应用较广,市场上已有相关产品应市。
(3)外加交联剂法
采用自乳化法制备的阴离子型水性聚氨酯成膜后仍含有大量的羧基,使涂膜的耐水性变差。同溶剂型双组分PU一样,水性聚氨酯在施工前可添加外交联剂,成膜后与涂膜中的羧基和外交联剂的可反应基团反应,消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也对涂膜的力学性能有一定改善。常用的交联剂有多氮丙啶、碳化二亚胺,以及水可分散多异氰酸酯、环氧树脂、氨基树脂、环氧硅氧烷等。
水性聚氨酯树脂合成工艺:
水性聚氨酯的合成可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液(或本体)逐步聚合生成分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散和扩链。
早期水性聚氨酯的合成采用强制乳化法。即先制备一定分子量的聚氨酯聚合物,然后在强力搅拌下将其分散于加有一定乳化剂的水中。该法需要外加乳化剂,乳化剂用量大,而且乳液粒径大、分布宽、稳定性差,目前已经很少使用。
现在,水性聚氨酯的乳化主要采用内乳化法。该法利于水性单体在聚氨酯大分子链上引入亲水的离子化基团或亲水嵌段:-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac,-OCH2CH2-等,在搅拌下自乳化而成乳液(或分散体)。这种乳液稳定性好,质量稳定。根据扩链反应的不同,自乳化法主要有丙酮法和预聚体分散法。
丙酮法
丙酮法在预聚中期、后期用丙酮或丁酮降低黏度,经过中和,高速搅拌下加水分散,减压脱除溶剂,得到水性聚氨酯分散体。该法工艺简单,产品质量较好,缺点是溶剂需要回收,回收率低,且难以重复利用。目前,我国主要使用该法合成普通型芳香族水性聚氨酯。
预聚体分散法
即先合成带有-NCO端基的预聚体,通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮调整黏度,高速搅拌下将其分散于溶有二(或多)元胺的水中,同时扩链得高分子量得水性聚氨酯。美国等发达国家主要利用该法合成高档脂肪族水性聚氨酯。
㈤ 水性聚氨酯树脂加的弹性助剂有哪些
乙二醇单丁醚(大防白水)、烷基多糖苷APG0810、丙二醇甲醚丙酸酯PMP、丙二醇甲醚醋酸回酯PMA、N-甲基吡咯烷酮答NMP、洁尔灭1227、醇醚糖苷AEG系列、司盘80、吐温80、二甘醇、三甘醇、(食/工)葡萄糖、甘油、油酸、白油、凡士林、月桂酸、山梨醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、AES、AOS、K12、AEO系列、NP系列、磺酸、蓖麻油
㈥ 水性聚氨酯树脂于水怎么配比
这个要看水性聚来氨酯树脂源的配方的。是这样的,水性聚氨酯的固含量越高是越难形成稳定体系的,固含量越低越容易形成稳定的体系,我不知道你是买的水性聚氨酯往里面加水?还是在做水性聚氨酯?我估计你是在做水性聚氨酯,这个一般固含量做到30%,也就是说水在70%是最稳定的体系。但拜耳可以做到固含量60%,也就是说水在40%。 如果你买了水性聚氨酯然后往里面加水,那你可以随便加,加到多少都没问题。但如果是这样的话,我不明白你为什么往里面加水了。
㈦ 水性聚氨酯怎么做
GPU水性聚氨酯砂浆地坪系统,是一种四组份的水性聚氨酯砂浆地坪材料,其复合物具备有回机高分子答和无机混凝土材料的所有优点,如具备优良的抗化学腐蚀,抗重冲击和热冲击性能等。适用于各种特殊性能要求的严苛环境中。
典型性能:特别耐磨,耐潮湿及防滑,耐严苛化学品腐蚀,耐重载及强冲击,环保无污染,使用寿命长达20年以上,耐-40℃~130℃高低温,广泛适用于各种需要坚固耐用洁净之地面场所。
应用场所:可广泛应用于食品/屠宰/重防腐/高湿高温等极端工作环境下之地面处理,和所有须耐磨/洁净/耐化学品等车间/仓库/停车库/试验室等地面,具有传统地坪涂料如环氧/金刚砂/双组份聚氨酯等不可比拟的优势,是目前全球地坪应用综和性能最好的地坪产品。
㈧ 水性聚氨酯树脂添加什么让它硬化
提高水性聚氨酯树脂的硬度,可通过引入三官能度单体形成适当的分支或外加交联剂。
水性聚氨酯树脂的改性:
(1)内交联法
为提高涂膜的机械性能和耐水性,可直接合成具有适度交联度的水性聚氨酯,通常可采用以下方法加以实现:
①在合成预聚物时,引入适量的多官能度(通常为三官能度)的多元醇和多异氰酸酯,常用的物质为TMP、HDI三聚体、IPDI三聚体等。
②脂肪族水性聚氨酯可以采用适量多元胺进行扩链,使形成的大分子具有微交联结构,常用的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺等。
③同时采用(1)和(2)两种方法。
对水性聚氨酯进行内交联改性,关键要掌握好内交联度,内交联度太低,改性效果不明显,若太高将影响其成膜性能。
(2)自交联法
所谓自交联法是指在水性聚氨酯成膜后,能自动进行化学反应实现交联,提高涂膜的交联度,改善涂膜的性能。因此必须对水性聚氨酯的大分子结构进行改性。例如可以引入干性油脂肪酸(双键结构)以及多烷氧基硅单元等方法加以实现,使得其在成膜后能发生自动氧化交联反应和水解缩合反应,提高综合性能。该法应用较广,市场上已有相关产品应市。
(3)外加交联剂法
采用自乳化法制备的阴离子型水性聚氨酯成膜后仍含有大量的羧基,使涂膜的耐水性变差。同溶剂型双组分PU一样,水性聚氨酯在施工前可添加外交联剂,成膜后与涂膜中的羧基和外交联剂的可反应基团反应,消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也对涂膜的力学性能有一定改善。常用的交联剂有多氮丙啶、碳化二亚胺,以及水可分散多异氰酸酯、环氧树脂、氨基树脂、环氧硅氧烷等。
水性聚氨酯树脂合成工艺:
水性聚氨酯的合成可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液(或本体)逐步聚合生成分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散和扩链。
早期水性聚氨酯的合成采用强制乳化法。即先制备一定分子量的聚氨酯聚合物,然后在强力搅拌下将其分散于加有一定乳化剂的水中。该法需要外加乳化剂,乳化剂用量大,而且乳液粒径大、分布宽、稳定性差,目前已经很少使用。
现在,水性聚氨酯的乳化主要采用内乳化法。该法利于水性单体在聚氨酯大分子链上引入亲水的离子化基团或亲水嵌段:-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac,-OCH2CH2-等,在搅拌下自乳化而成乳液(或分散体)。这种乳液稳定性好,质量稳定。根据扩链反应的不同,自乳化法主要有丙酮法和预聚体分散法。
丙酮法
丙酮法在预聚中期、后期用丙酮或丁酮降低黏度,经过中和,高速搅拌下加水分散,减压脱除溶剂,得到水性聚氨酯分散体。该法工艺简单,产品质量较好,缺点是溶剂需要回收,回收率低,且难以重复利用。目前,我国主要使用该法合成普通型芳香族水性聚氨酯。
预聚体分散法
即先合成带有-NCO端基的预聚体,通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮调整黏度,高速搅拌下将其分散于溶有二(或多)元胺的水中,同时扩链得高分子量得水性聚氨酯。美国等发达国家主要利用该法合成高档脂肪族水性聚氨酯。
㈨ 水性聚氨酯树脂的水性聚氨酯的合成原理
目前,阴离子型水性聚氨酯最为重要,芳香族水性聚氨酯合成的化学原理可用专下列反应式属表示:
在中和之后加水乳化的同时,水也起到扩链剂的作用,扩链后大分子的端-NCO基团转变为-NH2,进一步同-NCO反应,通过脲基(-NH-CO-NH-)使水性聚氨酯的分子量进一步提高。
脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二异氰酸酯(如IPDI、TMXDI)为单体,其活性较低,因此,其在水中的扩链是通过加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺(多乙烯多胺)进行;此法溶剂用量低,无须脱除溶剂,工艺更可靠,可以实现真正意义上的绿色工艺生产。