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水性聚氨酯擴鏈劑擴鏈
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2018-3-6 16:15:42 |
由于異氰酸酯反應的特殊性，水性聚氨酯的制備不能采用一般水性乙烯基合成樹脂的乳液聚合方法，水性聚氨酯制備的原則是，多元醇原料必須在水性化之前結合入聚氨酯分子結構中。水性聚氨酯擴鏈劑擴鏈是制備重要過程。
大多數(shù)水性聚氨酯的制備包含兩個主要步驟：由低聚物二元醇與過量二異氰酸酯反應生成低聚體，再用水性聚氨酯擴鏈劑擴鏈形成高相對分子質量聚氨酯或中高相對分子質量聚氨酯預聚體，然后再在剪切力作用下分散于水中。
主要反應是先由低聚物二元醇與過量二異氰酸酯反應生成低聚體：親水性擴鏈劑可選用二羥甲基丙酸，水性聚氨酯擴鏈劑擴鏈形成高相對分子質量聚氨酯或中高相對分子質量聚氨酯預聚體。
水性聚氨酯的合成方法有外乳化法和自乳化法。
外乳化法。這是最早制備水性聚氨酯的方法。在適當相對分子質量的聚氨酯預聚體或其溶液中，加入乳化劑，經強剪切力作用分散于水介質中并用二元胺擴鏈，即可制得聚氨酯乳液或分散液。外乳化法制備水性聚氨酯存在一些缺點：
（1）分散液粒徑較大且分布寬，貯存穩(wěn)定性差，乳化劑的加入對成膜后膠 膜的耐水性、 柔韌性和粘接性有很大的影響；
（2）乳化劑用量大；
（3）反應時間長。因此，目前已基本不用此方法。
自乳化法。自乳化法是在制備聚氨酯分散液的過程中引入親水性成分，不需添加乳化劑。由于聚氨酯分子中含有親水性的成分，所以在乳化階段無需強力攪拌而自身分散形成乳液。該方法制成的分散液粒徑較小，分布窄，成膜后膠膜的力學和其它應用性能優(yōu)良。
化學名稱：4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MCDEA
分子式：C21H28Cl2N2
分子量：379.37
CASNo.:106246-33-7
4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MCDEA特性與用途
a. 本品與 TDI 預聚體有著良好地相容、配伍性，所制備的PU制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學性能，在PU的澆注、噴涂、RIM等工藝技術方法都可使用；在PU的彈性體、微孔制品、膠粘劑、涂層劑等制品制備中，都有著廣泛地應用；
b. 本品也可以用作環(huán)氧樹脂的固化劑以及供制備聚酰亞胺等所用；
c. 由于在MDA中“乙基”基團的引入，使本品的毒性大為減低，如對于大白鼠經口中毒值為 LD50＞5000mg/kg
在自乳化法的各方法中，其共同特點是首先制備相對分子質量中等、 端基為-NCO的聚氨酯預聚體，不同點在于擴鏈過程。根據(jù)擴鏈反應的不同，自乳化法又可分為丙酮法、預聚體混合法、熔融分散縮聚法和酮亞胺／酮聯(lián)氮法等。
（1）丙酮法 將端異氰酸酯聚氨酯預聚體在溶劑中與含有親水性基團的擴鏈劑反應，形成高相對分子質量的離聚體。所用溶劑必須是低沸點且能與水共溶，常用丙酮，故名丙酮法。此法的優(yōu)點是丙酮的沸點低，與水互溶，整個體系均勻，操作方便，反應后易蒸除。
由于使用了丙酮，降低黏度的同時也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高相對分子質量的預聚體，研究證明，在乳化前制備較高相對分子質量的聚氨酯，有利于膠膜性能的提高。缺點是反應過程耗用大量溶劑，工藝復雜，成本高，效率低，安全性差，不利于工業(yè)化生產。
（2）預聚體法 在預聚體中導入親水成分，得到親水改性的-NCO端基聚氨酯預聚體，由于聚氨酯預聚體的相對分子質量不大，黏度不大，可不用溶劑稀釋，或僅需要在水中以少量溶劑稀釋就能在剪切力的作用下分散于水。
在乳化的同時進行擴鏈反應，并且還可以在乳化的同時在水中加入成鹽劑將羧基或胺基中和為強親水性的離子基團，以制得穩(wěn)定的水性聚氨酯。
預聚體法由于黏度限制，為了便于剪切分散，預聚體的相對分子質量不宜太高，黏度高則乳化困難，粒徑大，乳液穩(wěn)定性差；預聚體相對分子質量小則-NCO端基含量高，乳化后形成的脲基多，成膜后偏硬。該方法避免了大量使用有機溶劑，工藝簡單，便于工業(yè)化連續(xù)生產，但擴鏈在多相體系中，控制比較難。
（3）熔融分散法 熔融分散法是一種無溶劑制備水性聚氨酯的方法，將含一定量親水成分的端脲基或縮二脲基聚氨酯低聚物直接在熔融狀態(tài)下乳化于水，再加甲醛水溶液進行羥甲基化及擴鏈反應。
具體過程是：預先合成含叔胺基團的端-NCO基團預聚體，再與尿素反應，形成聚氨酯雙縮二脲低聚物，并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態(tài)繼續(xù)反應，進行季胺化。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
