水性聚氨酯WBPU扩链剂
用预聚体分散法,以二羟甲基丙酸(dmpa)、蔗糖为水性聚氨酯WBPU扩链剂制备了一种鞋用水性聚氨酯胶黏剂(WBPU)。
水性聚氨酯WBPU扩链剂合成WBPU工艺如下:将已脱水的聚乙二醇(PEG-1000)、二羟甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(dmpa/NMP,1/1W/W),加入到装有搅拌机、回流冷凝管、水银温度计、氮气进出口的四口烧瓶中,温度调至60℃后,再加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及不得催化剂-M,在氮气保护下,待体系混匀反应0.5h后,加热升温至80℃均匀搅拌反应2h。
然后温度降低至60℃,再逐步加入1,4丁二醇以及水性聚氨酯WBPU扩链剂,反应1h后,加入计量的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550),反应过程中视体系粘度大小加入适量乙酸乙酯,当NCO值达到理论值终止反应(二正丁胺滴定法判断反应终点),得到聚氨酯预聚体。
将降温至(255℃)的聚氨酯预聚体加入到三乙醇胺(TELA)的水溶液剪切乳化,整个乳化过程在冰水浴进行,待搅拌均匀后,另入三乙胺进行中和成盐,剪切乳化反应40min,最后减压蒸馏脱除溶剂,得到固含理为50%左右的水性聚氨酯乳液。
综上所述采用预聚物混合法制备的水性聚氨酯其工艺相比丙酮法简单,是无须使用有机溶剂。使成本降低,但产品质量不如丙酮法,且只适用于脂肪族水性聚氨酯的合成。
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。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷(环脂胺固化剂扩链剂dacm,macm)
产品应用:产品性能与巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一样;用途如下:
1、用于环氧树脂固化剂(高档打磨,饰品胶);
2、环氧涂料固化剂(船舶漆,重防腐漆等工业建筑漆);
3、还氧复合材料固化剂(风力叶片固化剂,风力模具料固化剂,胶辊固化剂);
4、应用用于聚氨酯(PU),聚脲喷涂弹性体(SPUA)等的扩链剂,助剂;
5、应用于聚天门冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成异氰酸酯,进一步制备成UV涂料、PU漆、透明弹性体及胶粘剂等,此外,也应用于聚酰胺和环氧树脂工业。
推荐用量:配合比100:32(相对于EEW=190环氧树脂),可使用时间400min(25°150g)。
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。
中和剂(成盐剂)
中和剂是一种能和羧基、磺酸基或叔胺基成盐的试剂,二者作用所形成的盐基才使水性聚氨酯具有水中的可分散性。阴离子型水性聚氨酯使用的中和剂是三乙胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、氨水,一般室温干燥树脂使用三乙胺,烘干树脂使用二甲基乙醇胺,中和度一般在80%-95%之间,低于该区间时影响分散体的稳定性,高于此区间时外观变好,但耐水性变差;阳离子型水性聚氨酯使用的中和剂是盐酸,醋酸,硫酸二甲酯,氯代烃等。中和剂对体系稳定性、外观以及最终漆膜性能有重要的影响,使用时其品种、用量应作好优选。
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