单组分水性聚氨酯的扩链剂
以一缩二乙二醇(DEG)和DEG与4,4'-二羟基二苯基丙烷(BPA)的混合物分别为单组分水性聚氨酯的扩链剂,研究了单组分水性聚氨酯的扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯(WBPU)乳液粒径、乳胶膜力学性能和吸水率的影响。
结果表明:以DEG和BPA的混合物为单组分水性聚氨酯的扩链剂时制得的乳液平均粒径较大,分布宽;乳胶膜的拉伸强度高,延伸率小;乳胶膜的吸水率降低,且在浸泡48h后已基本趋于饱和。
制得WBPU乳胶膜试样的拉伸强度和延伸率分别为9.09MPa、453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41MPa、8136MPa和479%、429%。9.09MPa、453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41MPa、8136MPa和479%、429%。
水性聚氨酯防水涂料是一种环保型防水涂料,因其具有耐低温、耐磨;通过改变原材料的种类及配比可以较大幅度地调整其性能;扩链剂中含有刚性链段可以较大提高WBPU乳胶膜的力学性能及其耐水性的特点,使其应用受到广泛的关注。
虽然水性聚氨酯防水涂料具有以上众多优点,但是水性聚氨酯耐水性低一直是一个限制其广泛使用的瓶颈。所以对其耐水性的研究受到了众多研究者的广泛关注。文献中介绍通过向聚氨酯分子链上引入多异氰酸酯(主要是三异氰酸酯)得到的预交联聚氨酯水分散体系,可以大大改善涂膜的耐水性。
有研究表明:以BPA为扩链剂,不仅可以提高树脂的力学性能,而且可以提高玻璃化温度,拓宽内耗峰的宽度。基于以上两条思路以及研究人员前期的工作基础,本文分别以DEG和DEG与BPA的混合物为扩链剂,研究了扩链剂对单组分阴离子型WBPU乳液和乳胶膜性能的影响,以期获得合适的扩链剂,使所制得的单组分阴离子型WBPU防水涂料具有较好的耐水性和力学性能。
化学名称:聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000
分子量:1238
CAS No.:54667-43-5
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
聚醚二元醇(N-220):工业品,羟值53.0~56.0KOHmg/g;DEG:化学纯;BPA:化学纯;二羟甲基丙酸(dmpa):工业品;甲苯二异氰酸酯(TDI):工业品;粗MDI(PAPI):工业品;辛酸亚锡:工业品;三乙胺(TEA):化学纯;丙酮:分析纯;去离子水。分别采用DEG和DEG+BPA作为扩链剂,—COOH含量均为1.00%(质量分数,其试样编号分别记作21#和211#)。
在1000mL三口烧瓶中加入500g聚醚二元醇N-220,减压至-0109MPa,加热到(120±5)℃对其进行抽真空脱水处理3h,然后降温至室温。按比例滴加TDI和PAPI的混合物,滴加过程中保持反应温度在40℃以下,滴加约40min。滴加完毕后,采用油浴升温,使反应温度保持在(75±5)℃,回流反应3h。反应完成后降温至室温,出料,即得预聚体。
单组分聚氨酯玻璃胶是一种无溶剂的反应型胶,在胶黏剂的主体材料中含有异氰酸基团,在合适的温度范围内能与空气中的水反应,形成高强度固态密封胶,这个过程一般称为潮气固化。
单组分聚氨酯玻璃胶是一种无溶剂的反应型胶,在胶黏剂的主体材料中含有异氰酸基团,在合适的温度范围内能与空气中的水反应,形成高强度固态密封胶,这个过程一般称为潮气固化。单组分聚氨酯玻璃胶具有立面涂敷不流淌、施工方便、固化速度快等优点,固化后更具有粘结强度高、弹性好、耐水、耐老化及各种有机溶剂等特点。
聚酯二元醇的主链结构对PU胶粘剂的结晶度、结晶速率和内聚强度等影响较大、主链为线性链段的聚酯二元醇,其结晶性和结晶速率均优于主链中含侧基的非对称性链段的聚酯二元醇中含侧基的非对称性链段的聚酯二元醇。这是因为侧基的位阻作用会阻碍软链段的应变诱导结晶而以己二酸与其它二元醇为原料反应而成的聚酯,其结晶顺序依次为:乙二醇< l,4-丁二醇< l,6-己二醇。
这是由于用偶数碳原子二元醇所合成的聚酯,其分子中的供氢基团与供电子基团较易接近形成氢键,从而使聚合物分子链较易结晶,且结晶速率随着偶数碳原子的增加而增加;而以丁二醇聚酯为软链段合成的 PU 胶粘剂具有较快的结晶速率、较大的拉伸强度、相对较高的软化点等力学性能和耐热性能,且能显著提高材质之间的剥离强度。因此,本实验选用己二酸与1,4-丁二醇 BDO 反应而成的聚酯二元醇作为合成PU胶粘剂的软链段。
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