水性树脂工程师
① 水性环氧树脂涂料需要添加哪些助剂
具体不是太清楚,有客户是做这一块,听他说 可以根据不同使用情况 去添加不同助剂。很平滑光亮剂、改性剂、防水硅油、这些都 可以添加。之前客户有在我们公司订过这些助剂产品。具体的,你可以去问一下我们的技术 工程师。
② 水性涂料,工程师进,水性防锈剂有哪些,好处和坏处。
1,其实水性涂料发展到目前的水平,其主要的防锈水平还是靠树脂进行的,一款性能出色的树脂可以解决很多问题。但这往往也是最难的。
2,水性体系内在水分挥发的过程中,树脂还没有成膜前,水还是有一定几率侵蚀金属,所以个别产品中会添加防锈剂来解决这个问题,但不需要量太多。那么选择的原则基本就是不要破坏乳液体系,否则产品性能再好也没有用了。
3,不破坏体系一般指是要有适合HLB,个人认为最好是全水性的,也就是HLB大于12,并且是有机成分,无机盐增加了电导溶液破坏乳液体系。
如有问题,请见ID头像或个人资料联系。
③ 水性聚氨酯与油性聚氨酯的区别在哪里
水性聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。聚氨酯中有水性聚氨酯和油性聚氨酯,今天小莉就来给大家说说这二者之间的区别。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型,成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去,通过工程师的对比试验发现,可解决水性聚氨酯和油性聚氨酯产品存在的种种问题。
水性聚氨酯化学灌浆材料是淡黄色的,而油性聚氨酯堵漏剂是深褐色的。这是两个产品直观最明显的区别。
水性聚氨酯化学灌浆材料包水量大,渗透半径大,适合动水地层的堵漏涌水,土质浅层和表面层的结固和防护。又因为水性聚氨酯化学灌浆材料固结体弹性好,所以,最适合混凝土动缝的防渗堵漏。
④ 影响水性丙烯酸树脂干燥的因素都有哪些
影响水性丙烯酸树脂干燥的因素有以下几个方面:
1.树脂的选择:
水性乳液则是一个双相体系,随着水的蒸发,体系粘度起始时变化不大,但当乳液颗粒的体积占总系统体积达到一临界值时,系统突然从液态变为固态,是一个不连续的过程,这一临界点是水性涂料表干的开始,因此水性涂料的表干时间要比某些溶剂型涂料还要短。从表干到漆膜性能的全部体现,取决于系统中残留水分的蒸发速度,乳液颗粒中高分子的相互渗透,及体系中其它有机小分子的挥发速度。为了实现系统的优化,制作水性漆配方时,应从以下几个方面对树脂进行选择:
a. 固含量:通常,乳液的固含量越高,其距离表干临界值就越近,干燥速度就越快。然而固含量过高,也会带来一系列的不利因素。表干过快会使涂刷间隔缩短,带来施工上的不便。固含量偏高的乳液,由于树脂颗粒间距小,通常其流变性能较差,对增稠剂也不敏感,使对涂料的喷涂或粉刷性能调节的困难增大。
b. 乳液颗粒大小:乳液的颗粒越小,同样固含量下,颗粒之间的间距就越小,表干临界值就越低,干燥速度就越快。乳液颗粒小,还会带来成膜性好,光泽度高等其他方面的优势。
c. 树脂玻璃化转变温度(Tg):一般而言,树脂的Tg越高,最终成膜的性能就越好。然而,对于干燥时间来讲,其趋势则基本相反。Tg高的树脂,通常需要在配方时加入较多的成膜助剂,以便高分子在乳液颗粒间的相互渗透,促进成膜质量。而这些成膜助剂,需要足够的时间从体系中挥发,实际上会延长从表干到全干的时间。所以,从这Tg这个因素来讲,干燥时间与成膜性能往往是相悖的。 d. 乳液颗粒的相结构:取决于乳液的制备工艺,同样的单体组成可能会形成不同的颗粒相结构。被广为人知的核壳结构就是其中的例子之一。虽然一个乳液不可能所有的颗粒都做成核壳结构,但这个形象的比喻是人们对乳液的成膜性能可以有一个通俗的了解。如果颗粒的壳Tg低,核Tg高,那么该体系成膜助剂需求少,干燥较快,但由于成膜后连续相是低Tg的树脂,漆膜的的硬度则会受到一定影响。相反,颗粒的壳Tg高,则成膜需一定量的助剂,则膜的干燥速度会较前者慢,但干燥后的硬度会比前者高。
e. 表面活性剂的种类和用量:常见的乳液在制造工艺中均采用一定的表面活性剂。表面活性剂对乳液颗粒有隔离和保护的作用,在颗粒相互融合的成膜过程中,特别是在初始阶段,即表干时有很大影响。而且,这些独特的化学品,在水和油相中均有一定的溶解度,溶在树脂中的部分其实会起到成膜助剂的作用。不同的表面活性剂,由于其在树脂中的溶解度不同,其成膜剂的作用也会不同。
2. 树脂的固化机理:
水性树脂成膜固化一般有几个层次上的机理。首先,乳液颗粒的聚集和融合,是所有乳液表干都必然经历的机理。然后,水和其他成膜助剂的挥发,使热塑性树脂本身的基本性能得以充分体现,是固化的第二个阶段。最后,某些乳液在制备时引入交联机理,或在涂料使用时引入交联剂,使膜的硬度在热塑性树脂的基础上进一步提高。最后这一步的交联机理,会对膜的最后固化速度和程度有很大的影响。常见的交联机理有氧化交联(如醇酸树脂的交联),麦克尔加成式交联(如一些自交联乳液体系),及亲核取代式交联(如环氧,聚氨酯等)。这些交联反应,都受温度,pH等因素影响,在配方时应平衡体系的固化要求与其他性能的关系。
3. 成膜助剂的用量和种类:
从理论上讲,任何树脂的溶剂都是成膜助剂。在实践中,考虑到安全,成本,速度等因素,常见的成膜助剂也不过十几种,主要是一些高沸点的醇,醚及酯。这些成膜助剂对于不同的水性涂料工程师来讲又会各有偏爱。一般,某个有经验的工程师,常用的成膜助剂不过两三种。主要考虑因素是试剂在水和树脂之间的分配和在树脂颗粒内部的分配。特别是当水性树脂为多相树脂时,成膜助剂的选择和搭配即显得尤为重要。
4. 施工环境:
通用配方的施工要尽量避免高湿环境。如果必须在高湿度下施工,应该对配方进行调整,或者选择成膜性快的树脂或者对现场实行隔离处理。
⑤ 水性树脂低温烤漆怎么消光
你先看看自来己现在的光泽度是多源少,如果相差不大的话,最好不要加消光剂。
具体不知道你说的是什么类型的水性漆,
如果可以的话,工艺方面的配比改动下,或者能调整光泽。
适当的增加烘烤温度也能使光泽降低一些。
如果这些都不行的话,可以适当加点消光剂。水性漆,应该可以用水稀释加进去,可以手工搅拌,尽可能的让他均匀。
⑥ 敦普水性漆配方配料为什么性能好
水性漆的配方对性能的影响很重要,主要包括四个方面。
1,树脂的选择
水性树脂的成膜机理与溶剂型涂料不同,水性树脂随着水的蒸发,系统突然从业态变为固态,从表干到漆膜性能的全部体现,取决于系统中残留水分的蒸发速度,乳液颗粒中高分子的相互渗透,及体系中其它小分子的挥发速度。
2. 树脂的固化机理:
水性树脂成膜固化一般有几个层次上的机理。首先,乳液颗粒的聚集和融合,是所有乳液表干都必然经历的机理。然后,水和其他成膜助剂的挥发,使热塑性树脂本身的基本性能得以体现,是固化的第二个阶段。某些乳液在制备时引入交联机理,或在涂料使用时引入交联剂,使膜的硬度在热塑性树脂的基础上进一步提高。下一步的交联机理,会对成膜的固化速度和程度有很大的影响。常见的交联机理有氧化交联(如醇酸树脂的交联),麦克尔加成式交联(如一些自交联乳液体系),及亲核取代式交联(如环氧,聚氨酯等)。这些交联反应,都受温度,pH等因素影响,在配方时应平衡体系的固化要求与其他性能的关系。
3. 成膜助剂的用量和种类:
常见的成膜助剂也不过十几种,这些成膜助剂对于不同的水性涂料工程师来讲又会各有偏爱。一般,某个有经验的工程师,常用的成膜助剂不过两三种。主要考虑因素是试剂在水和树脂之间的分配和在树脂颗粒内部的分配。特别是当水性树脂为多相树脂时,成膜助剂的选择和搭配即显得尤为重要。
4. 施工环境:
水性涂料在施工环境上比油性漆要求要高一些,主要是尽量控制施工时的温度和湿度。如果在高湿度下施工,应该对配方进行调整,或者选择成膜性快的树脂或者对现场实行隔离处理。
⑦ 做水性涂料业务员需要看哪一些化学方面的书
涂料方面的书很多,无法一一列举,做水性涂料业务员应侧重于了解涂料应用方面的知识,如、不同涂料的特性、应用范畴、施工涂装技术、涂料施工中可能产生的质量问题及不同问题时对应的处理方法等等,而对产品的生产、配方、工艺、原理之类有大概的了解就足够了,因那是生产人员的职责。三分涂料,七分施工,对涂料营务员,重点应在施工环节。有问题可以Hi我,本公司就是生产水性涂料的。
⑧ 水性聚氨酯的发展前景
水性PU在纺织和印染助剂方面的应用越来越广泛。如用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等,可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
水性PU也广泛用于石油破乳剂,造价低、破乳效果好、速度快、无毒、使用方便。
此外,在聚氨酯主链上接枝多氟烷基,即可制作优良的防水、防油、防污剂;在其主链上接枝卤素、磷等元素,也可制成优良的阻燃整理剂。 水性聚氨酯具有非常多的优点,所以被广泛应用在:涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例:涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能,提高档次,增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固,涂层的物理性能优异,可大大提高成革的等级,为此受到高度重视和广泛的关注。
我们将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去,通过工程师的对比试验发现,可解决水性PU和油性PU产品存在的种种问题。 一、粘合剂:
该系列产品为改性有机硅交联剂,可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性,从而相应提高涂饰性和附着力,同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。
二、润湿剂:
该系列产品设计用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性,同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。
三、匀孔剂:
该系列产品主要用于增进涂层的成肌性,从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基,可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。
四、流平剂:
该系列产品可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性;干法工艺中,提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。
五、泡孔调节剂:
该系列产品设计用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制,泡孔结构丛竖长型到均一圆孔型。
同时还有消泡作用,提供光洁的表皮层或贝斯层。
六、PU树脂改性剂:
该系列产品含有活性基团,为聚醚封端或者羟基封端的有机硅改性剂,可直接参与浆料合成反应,也可作为功能性添加剂添加,赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性,更好的低温挠曲性,更好的防粘性,更高的耐磨性,优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。
⑨ 水性聚氨脂怎样做才不沉淀
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
基本概念编辑
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型,成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
本项目经过国家自然科学基金资助研究及十多年的研发,已具有成熟的阴离子型自乳化聚氨酯乳液和阳离子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技术,可提供 1吨/天生产能力的水性聚氨酯生产的整套工艺和设备技术。本项目可根据用户的需求,对水性聚氨酯进行配方设计与调整以满足实际使用的要求,并可结合纳米杂化技术制备高性能的水性聚氨酯。
水性聚氨酯简单分类
按粒径和外观分可分为聚氨酯水溶液(粒径<0.001微米,外观透明)、聚氨酯水分散体(粒径:0.001-0.1微米,外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1微米,外观白浊);
依亲水性基团的电荷性质,水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要,分为羧酸型和磺酸型两大类。
依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族,或具体分为TDI型、HDI型等等。
依产品包装形式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。
水性聚氨酯整个合成过程可分为两个阶段。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逐步聚合生成相对分子质量为l000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。
水性PU因其具有环保作用,虽然历史不长,但发展非常迅速。
水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三种,为二元胶态体系,聚氨酯(PU)粒子分散于连续的水相中,也有人称水性PU或水基PU。
水性聚氨酯的详细分类
由于聚氨酯原料和配方的多样性,水性聚氨酯开发40年左右的时间,人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多,可以按多种方法分类。
⒈以外观分
水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液,本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。
⒉按使用形式分
水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用,或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能,必须添加交联剂;或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能,在这些情况中,水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。
⒊以亲水性基团的性质分
根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团,即是否属离子键聚合物(离聚物),水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。
⑴阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型,以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。
⑵阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯,绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主,叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用,形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。
⑶非离子型水性聚氨酯,即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有:①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化;②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团,亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯,亲水性基团一般是羟甲基。⑷混合型 聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。
⒋以聚氨酯原料分
按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等,分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合 以聚氨酯的异氰酸酯原料分,可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分,如TDI型、HDI型,等等。
⒌按聚氨酯树脂的整体结构划分
⑴按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯为原料,以通常方法制备的聚氨酯分散于水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基树脂水溶液或乳液中加入异氰酸酯而形成的乳液,是双组分体系。多异氰酸酯乳液是指含亲水基团多异氰酸酯乳化于水,或多异氰酸酯的有机溶液分散于含乳化剂的水而形成的乳液,也是双组分即用即配体系,适用期较短。封闭型异氰酸酯乳液是指分子中含有被封闭的异氰酸酯基团的聚氨酯乳液,是一种稳定的单组分体系。在制备聚氨酯乳液时司引入封闭异氰酸酯基团,也可制成封闭异氰酸酯基团含量高的乳液,用于和其他乳液体系共混,起交联作用,水分挥发后加热交联。
⑵聚氨酯乳液还可细分为聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液,后者是指由聚氨酯预聚体在水中分散同时通过水或二胺扩链而形成的乳液,实质上生成了聚氨酯—脲,但由于由预聚体分散法制备较为普遍,习惯上称为聚氨酯乳液者居多。
⑶按分子结构可分为线性分子聚氨酯乳液(热塑性)和交联型聚氨酯乳液(热固性)。交联型又可细分为内交联和外交联型。内交联型聚氨酯乳液是在合成时形成一定程度的支化交联分子结构,或引入可热反应性基团,它是稳定的单组分体系。外交联是在乳液中添加能与聚氨酯分子链中基团起反应的交联剂,是双组分体系。
⒍根据聚氨酯的水性化方法划分
根据制备方法有多种分类。举例如下。
⑴自乳化法和外乳化法
自乳化法又称内乳化法,是指聚氨酯链段中含有亲水性成分,因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。
外乳化法又称为强制乳化法,若分子链中仅含少量不足以自乳化的亲水性链段或基团,或完全不含亲水性成分,此时必须添加乳化剂,才能得到乳液。
比较而言,外乳化法制备的乳液中,由于亲水性小分子乳化剂的残留,影响固化后聚氨酯胶膜的性能,而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备以离子型自乳化法为主。
⑵预聚体法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导人亲水成分,得到一定粘度范围的预聚体,在水中乳化同时进行链增长,制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法属于溶液法,是以有机溶剂稀释或溶解聚氨酯(或预聚体),再进行乳化的方法。在溶剂存在下,预聚体与亲水性扩链剂进行扩链反应,生成较高分子量的聚氨酯,反应过程可根据需要加人溶剂以降低聚氨酯溶液粘度,使之易于搅拌,然后加水进行分散,形成乳液,最后蒸去溶剂。溶剂以丙酮、甲乙酮居多,故称为丙酮法。此法的优点是丙酮、甲乙酮的沸点低、与水互容、易于回收处理,整个体系均匀,操作方便,由于降低粘度同时也降低了浓度,有利于在乳化之前制得高分子量的预聚体或聚氨酯树脂,所得乳液
的膜性能比单纯预聚体法的好。而预聚体法由于粘度的限制,为了便于剪切分散,预聚体的分子量不能太高,可能会影响水性聚氨酯性能,例如粘度高则乳化困难,粒径大,乳液稳定性差;预聚体分子量小则NCO基团含量高,乳化后形成的脲键多,胶膜硬,缺乏柔软性。
丙酮法和预聚体法的主要区别是,在丙酮法中,聚氨酯先预聚成分子量较大的预聚体,由于分子量大的预聚体粘度大,必须稀释降低粘度;而预聚体法中根据需要可加或不加少量丙酮等溶剂。这两者的概念有所交*,有的乳化方法既属丙酮法又属预聚体法。熔融分散法又称熔体分散法、预聚体分散甲醛扩链法。预先合成含叔胺基团(或离子基团)的端NCO基团预聚体,再与尿素(或氨水)在本体体系反应,形成聚氨酯双缩二脲(或含离子基团的端脲基)低聚物,并加入氯代酰胺在高温熔融状态继续反应,继续季胺化。
聚氨酯双缩二脲离聚物具有足够的亲水性,加酸的稀水溶液形成均相溶液,再与甲醛水溶液反应进行羟甲基化,含羟甲基的聚氨酯严缩二脲能在50—130℃用无限水稀释,形成稳定乳液。当降低体系的pu值时,能在分散相中进行缩聚反应,形成高分子量聚氨酯。含离子基团的端NCO预聚体形成端脲基或缩二脲基聚氨酯低聚物后,则直接在熔融状态乳化于水,再加甲醛水溶液进行羟甲基化及扩链反应。
⑶二元胺直接扩链与酮亚胺—酮连氮法
在预聚体分散法中,若采用溶于水的二元伯胺扩链剂扩链,由于一NCO与一NH2的反应速度快,不易得到微细而均匀的乳液,可采用酮亚胺或酮连氮法解决此问题。酮亚胺-酮连氮法是指预聚体与被酮保护了的二元胺(酮亚胺体系)或肼(酮连氮体系)混合后,再用水分散,分散过程中,酮亚胺、酮连氮以一定的速率水解,释放出游离的二元胺或肼与分散的聚合物微粒反应,得到的水性聚氨酯—脲具有良好的性能。
水性聚氨酯涂料
水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能,而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近,是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种。
⑴热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料,也叫做外交联水性聚氨酯涂料。使用的交联剂主要有多官能团的氮丙啶、氨基树脂(三聚氯胺树脂)或专用的环氧树脂等。采用氮丙啶,一般用量为聚氨酯质量的3%-5%,就有很好的交联薄膜生成;
⑵含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭,因此两部分可以合装而不反应,成为单组分涂料,并具有良好的贮藏稳定性。多异氰酸酯组分与苯酚、丙二酸酯、己内酰胺等封闭剂反应生成氨酯键,而氨酯键在加热的情况下又裂解生成异氰酸酯,再与羟基组分反应生成聚氨酯。因此封闭型聚氨酯水性涂料的成膜就是利用不同结构的氨酯键的热稳定性的差异,以较稳定的氨酯键来取代较弱的氨酯键。封闭剂的种类很多,但是芳香族异氰酸酯水性聚氨酯涂料主要用苯酚或甲酚。脂肪族水性聚氨酯漆则不用酚类,以免变色,可采用乳酸乙酯、己内酰胺、丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等;
⑶室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件,不能采用加热的方式交联,必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。美国空气产品和化学公司报道,通过与水分散性多异氰酸酯结合,可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物/丙烯酸酯混合物,尤其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。此类水性聚氨酯涂料,采用特制的多异氰酸酯交联剂,即含(-NCO)端基的异氰酸酯预聚物,经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而形成的分散体,与多种含羟基聚合物水分散体组成能在室温固化的聚氨酯水性涂料;
⑷光固化水性聚氨酯涂料。光固化水性聚氨酯涂料采用电子束辐射、紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚物体系产生交联固化,以紫外光固化形式为主。先用不饱和聚酯多元醇制备预聚物,然后用常规的方法引进粒子基团,经亲水处理后制得在主链上带双键的聚氨酯水分散体,再与易溶的高活性三丙烯酸烷氧基酯单体、光敏剂等助剂混合得到光固化水性聚氨酯涂料;
⑸第三代水性聚氨酯涂料(PUA)。聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸(PA)乳液同其溶剂型产品相比,具有价廉,安全,不燃烧,无毒,不污染环境等优点。纯PA乳液存在耐磨性、耐水性和耐化学品性差的缺陷,单一的PU乳液也存在一些不足,如稳定性、白增稠性和膜的保光性差,固含量高,应用范围不广等。PU和PA在性质上具有互补作用。PUA复合乳液兼备了二者的优点,具有耐磨、耐腐蚀和光亮,柔软有弹性,耐水性和机械力学性能好,耐候性佳等特性,因此被誉为"第三代水性聚氨酯",成为当今涂料的一个发展趋势。应用范围
水性PU分散体已在通用溶剂型PU所覆盖的领域大量使用,成功地应用于轻纺、皮革加工、涂料、木材加工、建材、造纸和胶粘剂等行业。
皮革工业加工中PU乳液涂饰后的皮革,具有光泽度高、手感好、耐磨耗、不易断裂、弹性好、耐低温性能和耐挠屈性能优良等特点,克服了丙烯酸类树脂涂饰剂“热粘冷脆”的缺陷。
此外,在纺织品涂层整理中有广泛的应用。水性PU对纺织品的成膜性好、粘接强度高、能赋予织物柔软、丰满的手感,改善织物耐磨性、抗皱性、回弹性、通透性和耐热性等。
水性PU比有机溶剂型PU应用成本低、无公害、易处理、粘合效果好,在胶粘剂及涂料行业有很好的发展前途。PU离子聚合物对天然和合成橡胶表面均具有很好粘接性,可用于鞋类的制造。
水性PU主要用做家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等除此之外水性涂料还有一些特殊用途,如用作安全玻璃的中间涂膜,以制成不碎裂的安全玻璃,广泛用于汽车、飞机、轮船或航天仪器。
水性分散体主要用作金属涂料,如阳离子型电沉积涂料被广泛用于汽车底漆,以提高车体的抗腐蚀性能。
发展前景编辑
水性PU在纺织和印染助剂方面的应用越来越广泛。如用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等,可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
水性PU也广泛用于石油破乳剂,造价低、破乳效果好、速度快、无毒、使用方便。
此外,在聚氨酯主链上接枝多氟烷基,即可制作优良的防水、防油、防污剂;在其主链上接枝卤素、磷等元素,也可制成优良的阻燃整理剂。
性能分析
水性聚氨酯具有非常多的优点,所以被广泛应用在:涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例:涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能,提高档次,增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固,涂层的物理性能优异,可大大提高成革的等级,为此受到高度重视和广泛的关注。
我们将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去,通过工程师的对比试验发现,可解决水性PU和油性PU产品存在的种种问题。
产品介绍如下
一、粘合剂:
该系列产品为改性有机硅交联剂,可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性,从而相应提高涂饰性和附着力,同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。
二、润湿剂:
该系列产品设计用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性,同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。
三、匀孔剂:
该系列产品主要用于增进涂层的成肌性,从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基,可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。
四、流平剂:
该系列产品可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性;干法工艺中,提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。
五、泡孔调节剂:
该系列产品设计用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制,泡孔结构丛竖长型到均一圆孔型。
同时还有消泡作用,提供光洁的表皮层或贝斯层。
六、PU树脂改性剂:
该系列产品含有活性基团,为聚醚封端或者羟基封端的有机硅改性剂,可直接参与浆料合成反应,也可作为功能性添加剂添加,赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性,更好的低温挠曲性,更好的防粘性,更高的耐磨性,优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。
产品技术分析编辑
产品技术变化特点
大多数水性PU主要是由自乳化法制备,以含亲水性基团的PU为主要固化成分,涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中,干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量,因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差,严重地限制了其使用的范围。因此,常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种:一种是在合成PU预聚物时,加入官能度大于2的多羟基化合物,直接生成交联PU预聚物,将上述预聚物很好地分散在水中,并扩链形成大分子,最后形成乳液。
这种方法也叫前交联法,缺点是易使预聚物黏度增大,较难分散在水中,影响乳液的稳定性。新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的研究相当活跃,已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法,采用带羧的阴离子PU乳液进行交联,交联反应发生在PU分子的羧基上,有氮丙啶、碳化亚胺以及金属盐类化合物,在室温条件下进行交联。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入,因其交联反应速率很快,短时间内产生凝胶而破乳。外交联法可成功解决PU乳液涂膜的亲水性问题,但因外加交联剂,组成双组分涂饰剂给施工带来不便,此方法使用较少。
水性聚氨酯涂料的合成编辑
水性聚氨酯的制备方法通常可分为外乳化法和内乳化法两种。外乳化法是指采用外加乳化剂,在强剪切力作用下强制性地将聚氨酯粒子分散于水中的方法,但因该法存在乳化剂用量大、反应时间长以及乳液颗粒粗、最终得到的产品质量差、胶层物理机械性能不好等缺点,因而目前生产基本不用该法。内乳化法又称自乳化法,是指在聚氨酯分子结构中引人亲水基团无需乳化剂即可使自身分散成乳液的方法,因此成为目前水性聚氨酯生产和研究采用的主要方法.内乳化法又可分为丙酮法、预聚体混合法、熔融分散法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法。
(1)丙酮法
首先合成含-NCO端基的高粘度聚氨酯预聚体,加丙酮溶解,使其粘度降低,然后用含离子基团扩链剂进行扩链,在高速搅拌下通过强剪切力使之分散于水中,乳化后减压蒸馏脱除溶剂丙酮,得到水性聚氨酯分散液。
丙酮法易于操作,重复性好,制得的水性聚氨酯分子量可变范围宽,粒径的大小可控,产品质量好,是目前生产水性聚氨酯的主要方法。但该法需使用低沸点丙酮,易造成环境污染,工艺复杂,成本高,安全性低,不利于工业生产。
(2)预聚体混合法
首先合成含亲水基团及端-NCO的预聚体,当预聚体的相对分子量不太高且粘度较小时,可不加或加少量溶剂,高速搅拌下分散于水中,再用亲水性单体(二胺或三胺)将其部分扩链,生成相对分子量高的水性聚氨酯一脲。最终得到水性聚氨酯分散液。为合成低粘度预聚体,通常选择脂肪族或脂环族多异氰酸酯,因为这两种多异氰酸酯的反应活性低,预聚体分散于水中后用二胺扩链时受水的影响小。但预聚体混合分散过程必须在低温下进行,以降低-NCO与水的反应活性;必须严格控制预聚体粘度,否则预聚体在水中分散将非常困难,预聚体混合法避免了有机溶剂的大量使用,工艺简单,便于工业化连续生产。缺点是扩链反应在多相体系中发生,反应不能按定量的方式进行。
(3)熔融分散缩聚法
熔融分散缩聚法又称熔体分散法,是一种无溶剂制备水性聚氨酯的方法。该法把异氰酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来。先合成带有亲水性离子基团和-NCO端基的聚氨酯预聚物,预聚物与尿素进行加聚反应得到含离子基团的端脲基聚氨酯双缩二脲低聚物。此低聚物在熔融状态下与甲醛水溶液发生缩聚反应和羟甲基化应,形成含羟甲基的聚氨酯双缩二脲,用水稀释后,得到稳定的水性聚氨酯分散液。
该方法的特点:反应过程中不需要有机溶剂,工艺简单,易于控制,配方可变性较大,不需要特殊设备,因具广阔的发展前景。但该法反应温度高,生成的水性聚氨酯分散体为支链结构,分子量较低。
(4)酮亚胺/酮联氮法
在预聚体混合法中,采用水溶性二元伯胺作扩链剂时,由于氨基与-NCO基团反应速率过快,难以获得粒径均匀而微细的分散体。扩链阶段若用酮亚胺或酮联氮代替二元伯胺进行水相扩链则能解决此问题。酮亚胺由酮与二胺反应生成,酮联氮由酮与肼反应生成。酮亚胺/酮联氮与含离子基团的端-NCO聚氨酯预聚体混合时不会过早发生扩链反应,但遇水时,酮亚胺/酮联氮与水反应则释放出二胺/肼,对预聚体进行扩链,由于受释放反应的制约,扩链反应能够平稳地进行,得到性能良好的水性聚氨酯一脲分散液。
酮亚胺/酮联氮法适用于由芳香族异氰酸酯制备水性聚氨酯分散液,该法融合了丙酮法、预聚体混合法的优点,是制备高质量水性聚氨酯的重要方法。
(5)保护端基乳化法
使用酚类、甲乙酮亚胺、吡咯烷酮、亚硫酸氢钠等封闭剂,将带有亲水性离子基团和-NCO封端的聚氨酯预聚物的端-NCO基团保护起来,使-NCO基团失去活性,制成一种封闭式的聚氨酯预聚体,加入扩链剂和交联剂共同乳化后,制成水性聚氨酯分散液。应用时,加热可使预聚物端-NCO基团解封,-NCO基团与扩链剂、交联剂反应,形成网络结构的聚氨酯胶膜。此法对工艺要求颇高,乳液稳定性差,关键在于选择解封温度低的高效封闭剂。
⑩ 为什么要使用水性聚氨酯涂料
水性聚氨酯具有非常多的优点,所以被广泛应用在:涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例:涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能,提高档次,增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固,涂层的物理性能优异,可大大提高成革的等级,为此受到高度重视和广泛的关注。
我们将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去,通过工程师的对比试验发现,可解决水性PU和油性PU产品存在的种种问题。
产品介绍如下
一、粘合剂:
该系列产品为改性有机硅交联剂,可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性,从而相应提高涂饰性和附着力,同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。
二、润湿剂:
该系列产品设计用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性,同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。
三、匀孔剂:
该系列产品主要用于增进涂层的成肌性,从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基,可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。
四、流平剂:
该系列产品可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性;干法工艺中,提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。
五、泡孔调节剂:
该系列产品设计用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制,泡孔结构丛竖长型到均一圆孔型。
同时还有消泡作用,提供光洁的表皮层或贝斯层。
六、PU树脂改性剂:
该系列产品含有活性基团,为聚醚封端或者羟基封端的有机硅改性剂,可直接参与浆料合成反应,也可作为功能性添加剂添加,赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性,更好的低温挠曲性,更好的防粘性,更高的耐磨性,优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。