水性聚酯型聚氨酯扩链剂
以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(dmpa)、水性聚酯型聚氨酯扩链剂乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和水性聚酯型聚氨酯扩链剂扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜 (TEM)表征了胶粒的形态结构。
结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和水性聚酯型聚氨酯扩链剂扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。
理想的预聚体法合成聚氨酯分散体过程中,预聚体分散到水中后,活性NCO基团被包裹在胶粒内部,扩链反应在胶粒内部进行,每一个胶粒相当于一个扩链反应器,分散体的形成、扩链过程中胶粒的黏度、粒径无明显变化。然而,在合成高固含量聚氨酯分散体(40%以上)时,分散、扩链过程中常发生胶粒变粗、甚至凝聚等现象,反应不易控制。
高固含量水性聚氨酯胶黏剂(1)原材料与配方
材料 配比/g 材料 配比/g
聚己二酸一1,4一丁二醇酯(PBA) 1000 2,2一二羟甲基丙酸(dmpa) 56.4
二元氟醇(b1) 6.3 三羟甲基丙烷(TMP) 3.2
异佛尔酮二异氰酸 酯(IPDI) 232.1 丙酮 120
三乙胺 30.1
催化剂(二月桂酸二丁基烯DBTDL) 0.3 乙二胺 18
去离子水 1200
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)产品规格
外观:无色透明粘稠液体
色度(APHA):12 Max.
粘度@25°C:110mPas
含量:99%
密度:0.945
活泼氢当量:60g/eq
胺值 (mgKOH/g):470
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)。
(2)制备方法
①二元氟醇(b1)的合成方法:在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中,加入381.5g 2,3,3,4,5,5,6,7,7九氟-2,4,6一三氯庚醇、222.3gIPDI及0.07g DBTDL,充N2,在80℃恒温反应2h,再加入134.0g TMP继续反应,通过二丁胺法测定NCO基团含量,当NCO值为1.1%时作为反应终点,得到二元氟醇产物(b1)。
②胶黏剂的制备:在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中,加入分子量为3000的PBA,于100~120℃下熔化,在压力小于0.67kPa下真空脱水1h,取样测水分小于0.1%时降温,当温度约为70℃时,加入二元氟醇(b1)、IPDl,搅拌均匀,缓慢加入DBTDI催化剂,在75℃恒温反应2h,继之加入dmpa、TMP和丙酮,在70℃恒温反应2h,制得预聚物;将预聚物降温到40℃时,加入三乙胺中和成盐。再将中和后的聚氨酯预聚物加入到乙二胺及去离子水中,高速搅拌lh,同时进行乳化及扩链反应。最后减压蒸出丙酮,过滤得到水性聚氨酯乳胶。
(3)性能
该胶的固含量为51.0%,外观乳白色,pH值为6.7,在25℃下黏度620mPa·s,平均粒径为245nm,表面张力为39.0mN/m。T一剥离强度:将PVC皮革裁成150mm×25mm规格或BOPP、PE、PET、AL薄膜裁成200mm×15mm规格,用内酮处卵丧面污物,两试片均涂胶,于70~80℃的烘箱烘干,贴合加压。24h后,用HtolJrsfield拉力机测T一剥离强度,拉仲速度为300mm/min。
(4)应用
可用于鞋胶及塑料、铝箔软包装复合胶,也可用作皮革I:光剂及纤维、纸张、泡沫体的粘接。它尤其适用于食品包装薄膜(如BOPP、PEI、PE等塑料薄膜,铝箔)的复合及鞋材(如真皮、PVc革、TPR、EVA等)的贴合。
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