水基PU擴(kuò)鏈劑
水性聚氨酯是以水為介質(zhì)的二元膠態(tài)體系,包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種。聚氨酯粒子分散于連續(xù)的水相中,也稱之為水性PU或水基PU。水基PU擴(kuò)鏈劑節(jié)能,安全可靠,不易損傷被涂飾表面,易操作和改性等優(yōu)點(diǎn)。
A、多異氰酸酯:水性聚氨酯合成的多異氰酸酯包括芳香族和脂肪族兩大類。芳香族主要有TDI(甲苯二異氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯);脂肪族主要有HDI(六亞甲基二異氰酸酯)、IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)。
B、低聚物多元醇:水性聚氨酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯型兩大類,它構(gòu)成聚氨酯的軟段。
C、擴(kuò)鏈劑:為了調(diào)節(jié)分子量及軟、硬段比例,在水性聚氨酯合成中常使用水基PU擴(kuò)鏈劑。水基PU擴(kuò)鏈劑主要是多官能度醇類或胺類化合物。
D、親水劑(親水性擴(kuò)鏈劑):親水性擴(kuò)鏈劑指能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑,它是水性聚氨酯制備中使用的功能單體。該類水基PU擴(kuò)鏈劑中帶有羧基、磺酸基或叔胺基,結(jié)合有此類基團(tuán)的聚氨酯經(jīng)中和、離子化,即呈現(xiàn)水溶性。
E、中和劑是一種能和羧基、磺酸基或叔胺基成鹽的試劑。水性聚氨酯使用的中和劑是三乙胺、氨水、鹽酸及醋酸等。
F、溶劑:水性聚氨酯預(yù)聚體制備時(shí)粘度較大,為方便傳質(zhì)、傳熱,尤其是后期的乳化,必須加入適當(dāng)?shù)娜軇?br />
G、水:水性聚氨酯中水是分散介質(zhì),為提高穩(wěn)定性,此時(shí)應(yīng)使用去離子水或蒸餾水。
水性聚氨酯的合成可分為兩個(gè)階段:第一階段為預(yù)逐步聚合,即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成分子量為103量級(jí)的水性聚氨酯預(yù)聚體;第二階段為中和后預(yù)聚體在水中的分散,根據(jù)擴(kuò)鏈反應(yīng)的不同,自乳化法主要有丙酮法和預(yù)聚體分散法。
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
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
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。
水性聚氨酯的應(yīng)用:①主要:織物涂層、整理皮革涂飾劑、水性聚氨酯涂料、水性聚氨酯粘合劑、印染助劑②其他:水性PU可制成木制家具烘烤漆、水性PU環(huán)氧樹脂可用于艦船涂層、金屬防腐涂層、水性PU可制成高檔建筑涂料、防水透濕型
聚氨酯材料的研究進(jìn)展:水性PU作為正在蓬勃發(fā)展的新型高分子材料,不僅僅是為了解決環(huán)保問題,更因通過離聚體制得的APU分子鏈中存在庫倫力和氫鍵作用,使其中膠粘性能等方面可與溶劑型PU媲美,正逐步顯示出優(yōu)良而廣泛的應(yīng)用性能。
因此,在皮革及纖維處理、膠粘劑和涂料等應(yīng)用領(lǐng)域均可見其蹤影,且有日漸取代溶劑型PU的趨勢(shì)。經(jīng)過大量科研人員的努力,將不斷提高其性能,使適用于更多的場合,這是一個(gè)值得重視、研究、開發(fā)的新領(lǐng)域。
水性聚氨酯合成實(shí)驗(yàn)原材料。TDI(甲苯二異氰酸酯);PPG(聚丙二醇;)dmpa(二羥甲基丙酸);丙酮;三乙胺(TEA);棉織物。
儀器設(shè)備。三口燒瓶(500ml),小燒杯(100ml),機(jī)器攪拌器一套,水浴加熱裝置一套,溫度計(jì)和溫度計(jì)套管各一支,玻璃板一塊,玻璃棒一只。
合成機(jī)理水性聚氨酯的合成可分為兩個(gè)階段:第一階段為預(yù)逐步聚合,即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成分子量為103量級(jí)的水性聚氨酯預(yù)聚體;第二階段為用TEA中和后預(yù)聚體在水中的分散,從而形成穩(wěn)定的聚氨酯乳液。
乳化原理利用中和劑或成鹽劑,使水性聚氨酯的側(cè)基(COOH)或叔氨基(NR3)在高速攪拌作用下分散于水中。中和劑或成鹽劑的選擇原則是:使樹脂穩(wěn)定性好,色淺外觀好且經(jīng)濟(jì)易得。乳化過程中,理想的狀態(tài)是聚氨酯大分子鏈上的疏水部分曲卷聚集在乳膠中心。
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