以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、二羥甲基丙酸(DMPA)和結(jié)晶性水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑等為主要原料合成了結(jié)晶性水性聚氨酯(WPU)乳液，通過DSC、POM、透光率/霧度分析，研究了結(jié)晶性水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑種類對(duì)水性聚氨酯膠膜結(jié)晶性的影響。

研究表明，結(jié)晶性水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑結(jié)構(gòu)的規(guī)整性對(duì)聚氨酯的結(jié)晶度和結(jié)晶速度有重要影響，含對(duì)稱側(cè)基的結(jié)構(gòu)規(guī)整擴(kuò)鏈劑制備的WPU具有較高的結(jié)晶度和結(jié)晶速度;乙二胺可以提高聚氨酯的成核速度但不利于晶體生長(zhǎng)，結(jié)晶速度增快，結(jié)晶度降低。

關(guān)于小型工藝合成水性聚氨酯有很多文獻(xiàn)報(bào)道。在國(guó)內(nèi)，對(duì)合成過程有較具體的分析。如根據(jù)中和劑的加入方式，分為前中和工藝后中和工藝。根據(jù)聚氨酯擴(kuò)鏈劑加入的方式分為后擴(kuò)鏈工藝和同步擴(kuò)鏈工藝。

另外對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備水分散體系過程中的一些參數(shù)，如親水單體種類和含量、中和度、分散工藝等也做了較多的工作。對(duì)于聚氨酯擴(kuò)鏈劑加入的方式，楊清峰等發(fā)現(xiàn)前中和工藝較穩(wěn)定，需要的能量較少。

聚氨酯擴(kuò)鏈劑加入的方式中在后中和工藝采用三乙胺先分散到水中，由于兩者相容性不好，使預(yù)聚體上的羧基離子化程度不高，從而需要加入較多的水才能發(fā)生相轉(zhuǎn)移進(jìn)行擴(kuò)鏈，最終固含量較低。同時(shí)比較兩種擴(kuò)鏈方式發(fā)現(xiàn)后擴(kuò)鏈方法工藝得到乳液有的較好的貯存穩(wěn)定性和涂膜機(jī)械性能和耐水性。

同時(shí)配方中胺類擴(kuò)鏈劑加入過多，和劉林等研究聚脲體系凝膠時(shí)間的因素一樣，聚氨酯中脲基的成分增加也使得滯留時(shí)間發(fā)生變化。

JongYoonJang等認(rèn)為在擴(kuò)鏈過程N(yùn)CO/OH摩爾比很大程度決定了分子量和力學(xué)性能。并且發(fā)現(xiàn)NCO/OH摩爾比增大，重均分子量增大，力學(xué)性能也得到很大的提高。在乳化過程中發(fā)現(xiàn)快速加水乳化時(shí)所得乳液的乳膠粒子的粒徑呈現(xiàn)雙峰分布。


產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA

4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯（PU）擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹脂（EP）固化劑。能改善制品的機(jī)械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機(jī)合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體（CPU）、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯（TPU）。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機(jī)合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。


水性聚氨酯連續(xù)制備工藝進(jìn)展。本課題組在合成水分散體聚氨酯中，采用特殊的復(fù)合剪切乳化分散工藝。把中和過程中的第一步混合放在靜態(tài)混合器中，第二步將混合物放在動(dòng)態(tài)混合器中，動(dòng)靜混合方式結(jié)合制備出具有穩(wěn)定核殼結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯。

同時(shí)，對(duì)水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過程的分析，較好的符合目前普遍認(rèn)可的三階段模型。L.K.Saw等描述了水加到離子型聚氨酯相轉(zhuǎn)變的過程，結(jié)合掃描電鏡和光學(xué)微觀結(jié)構(gòu)的分析，用力矩轉(zhuǎn)變測(cè)試和傳導(dǎo)性能的測(cè)試清晰地表達(dá)了相轉(zhuǎn)變過程。對(duì)合成聚氨酯時(shí)在水中發(fā)生的膨脹效應(yīng)及相關(guān)的工藝參數(shù)有很大的指導(dǎo)意義。

另外嘗試采用含有羧基和磺酸基復(fù)合水性單體體系，分別在預(yù)聚體合成工藝的聚合階段和擴(kuò)鏈階段加入，從而使離子基團(tuán)在大分子中的分布更均勻，有利于預(yù)聚體的分散和提高貯存穩(wěn)定性。

連續(xù)過程本身短的滯留時(shí)間大大減小了水和異氰酸酯的反應(yīng)機(jī)會(huì)，而且二胺將與異氰酸酯充分反應(yīng)，從而避免擴(kuò)鏈劑的過量加入。利用連續(xù)分散法得到的水性聚氨酯乳液粒徑平均在100nm~200nm之間，穩(wěn)定性較批量加料法高。

在水分散體系聚氨酯的制備工藝中，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得很大的發(fā)展，但水性聚氨酯的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化還需從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步探討和研究。

(1)對(duì)聚合工藝的機(jī)理進(jìn)一步精細(xì)研究，如對(duì)相轉(zhuǎn)變的研究，目前比較公認(rèn)的是三階段轉(zhuǎn)變過程。對(duì)各種參數(shù)精細(xì)的調(diào)節(jié)和隨之產(chǎn)生的相結(jié)構(gòu)組成的變化，弄清楚了對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義。又如對(duì)聚氨酯乳液粒徑分布的研究，設(shè)計(jì)適度的粒徑分布能有效地提高乳液的固含量和穩(wěn)定性能。

(2)對(duì)工藝過程的可控調(diào)節(jié)方面，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)完善:1可以繼續(xù)研究擴(kuò)鏈劑的加入方式:如何保證體系穩(wěn)定情況下，多次分批加入擴(kuò)鏈劑，提高分子量。

文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司

http://343800.com.cn