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高反應(yīng)活性擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-2-17 15:28:42 |
制約水性聚氨酯廣泛應(yīng)用的因素是成本較高和某些性能低于溶劑型聚氨酯。成本較高是由于成膜物合成過(guò)程繁雜、反應(yīng)條件嚴(yán)格、產(chǎn)量不高等原因。
高反應(yīng)活性擴(kuò)鏈劑合成的水性聚氨酯性能優(yōu)異。以異氰酸酯固化的水性聚氨酯體系，需要用昂貴的封閉異氰酸酯，其活化能高。選用低溫或無(wú)需加熱即可固化的廉價(jià)異氰酸酯是涂料行業(yè)努力的方向，并取得了顯著進(jìn)展。
普通合成工藝制得的水性聚氨酯產(chǎn)品的固含量多為 20 ％～ 40 ％，這樣會(huì)增加運(yùn)輸費(fèi)用和干燥時(shí)間。設(shè)法將固體分提高到 50 ％以上是國(guó)外研究的課題之一。制得的固含量 55 ％的水性聚氨酯對(duì)電解質(zhì)和冷凍穩(wěn)定。采用了分子中既含有端羥基又含有磺酸基的聚氧化烷撐和聚酯二醇為合成水性聚氨酯的原料，聚合物中的親水基團(tuán)進(jìn)行自乳化，能顯著提高乳液的穩(wěn)定性。
此工藝的注意點(diǎn)是：乳化劑分散后進(jìn)行擴(kuò)鏈，必須加入比異氰酸酯高反應(yīng)活性擴(kuò)鏈劑來(lái)提高聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量；當(dāng)高反應(yīng)活性擴(kuò)鏈劑合成的水性聚氨酯，親水基分子中既含有異氰酸酯基，又含有反應(yīng)性基團(tuán)時(shí)，需盡力控制其自身聚合，否則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能劣化。
在合成聚氨酯乳液時(shí)稍加溶劑 ( 稱作助溶劑或潛溶劑 ) 降低反應(yīng)體系的粘度，一方面利于反應(yīng)體系的控制，促進(jìn)固化過(guò)程中涂膜的形成；另一方面可改進(jìn)乳液的流動(dòng)性和對(duì)基材的濕潤(rùn)性，提高粘接強(qiáng)度。
一般可用丙酮、甲苯或丁酮等作為潛溶劑。但它們沸點(diǎn)較低，或有一定毒性，有著火和中毒的危險(xiǎn)。改進(jìn)的辦法是加人一定量能和水互溶的高沸點(diǎn) N —甲基— 2 —吡咯烷酮來(lái)改進(jìn)成膜性。另外，也可通過(guò)加入高沸點(diǎn)磷酸酯來(lái)提高成膜性能。值得注意的是，使用水性聚氨酯，固化速度不宜太快，因?yàn)橛行┲軇┖途酆衔镉幸欢ǖ挠H水性，溶劑揮發(fā)太快，會(huì)降低涂膜的附著力。
水性聚氨酯分散體的粒徑小于 1μm 時(shí)，貯存穩(wěn)定性才令人滿意，最佳粒徑值為 0.03 ～ 0.8μm 。自乳化型的粒徑小于強(qiáng)制乳化型的粒徑，所以前者比后者穩(wěn)定。粒徑隨聚合物分子鏈親水性的增加而變小，但同時(shí)一 NCO 親水活性增加，導(dǎo)致涂膜的耐水性下降。
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
羥值：545-565mg KOH/g
熔點(diǎn)℃：≥83℃
比重，100℃時(shí)：1.16
水分%：≤0.2
比熱卡/克 /℃：0.4
熔融密度100℃克/毫升：1.16
熔融粘度100℃, cp：13.5
容器密度（松散）克/毫升：0.51
容器密度（壓緊）克/毫升：0.62
吸濕性%
在干燥、50℃、34mm汞柱下放置16小時(shí)：0.08
在相對(duì)濕度為66.5, 24℃下放置168小時(shí)：0.39
間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)-固體
產(chǎn)品應(yīng)用：HER 是一種對(duì)稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑，它與MDI有著良好的配伍性。廣泛應(yīng)用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實(shí)能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性，并把收縮性限制到較小，沒有污染。同時(shí)，該材料除具有芳香族擴(kuò)鏈的優(yōu)點(diǎn)外，還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結(jié)晶現(xiàn)象的不足，提供了更好的可塑性、撕裂強(qiáng)度、初始強(qiáng)度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點(diǎn)低、操作方便等特殊優(yōu)點(diǎn)。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結(jié)合輪胎、泥漿管內(nèi)襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質(zhì)和硬質(zhì)包裝材料等。
包裝儲(chǔ)運(yùn)：紙板桶，內(nèi)襯黑色塑料袋；20公斤裝。
為改善水性聚氨酯的耐水性，向聚氨酯分子鏈中引入表面能低的硅氧烷鏈段或功能性氟單體，以增強(qiáng)水性聚氨酯的疏水性和耐沾污性。為防止乳液分層和避免低粘度施工時(shí)涂料過(guò)多滲入多孔基材，常加入乙烯基增稠劑。乙烯基增稠劑的加入，可使被涂基材的密封性、涂飾性以及聚氨酯對(duì)底材的粘附性等方面有明顯的改善。
水性聚氨酯的初粘性較低也是阻礙其廣泛使用的原因之一。改進(jìn)初粘性除加入增稠劑的方法外，合成了環(huán)氧樹脂—水性聚氨酯體系 ，顯示了良好的初粘性，且其耐水性、耐溶劑性、耐熱蠕變以及附著性能都有明顯改善，被用作高級(jí)涂裝材料，如膠合板 PVC 貼面的粘接。
成本較高是阻礙水性聚氨酯廣泛應(yīng)用的重要原因之一，今后應(yīng)改進(jìn)合成方法，從工業(yè)流程合理化方面來(lái)降低成本，提高價(jià)格效能比。一方面從聚合物的分子結(jié)構(gòu)人手，選擇合適的功能性單體進(jìn)行接枝或共聚，來(lái)提高水性聚氨酯的性能，另一方面通過(guò)共混復(fù)配技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。共混復(fù)配技術(shù)投資少，見效快，既能提高性能，又能降低成本。
水性聚氨酯固化成膜時(shí)需去除水分，活化能高的水性聚氨酯常溫干燥慢，加熱又受到條件的限制，且浪費(fèi)能源。為降低活化溫度，常通過(guò)加入增塑劑與其它樹脂來(lái)解決，但結(jié)果會(huì)降低附著力和貯存穩(wěn)定性。通過(guò)降低活化溫度的合成工藝可提高涂層的干燥速度，提高施工效率。
單一的水性聚氨酯存在干燥速度慢、對(duì)非極性基材潤(rùn)濕差、初粘力低、耐水性差等不足。不能滿足多種領(lǐng)域的需要，為改善水性聚氨酯及其膠膜的性能，擴(kuò)大水性聚氨酯的應(yīng)用領(lǐng)域，需要對(duì)其進(jìn)行改性。
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