磺酸型液態(tài)擴鏈劑
用三羥甲基丙烷單烯丙基醚(TMPME)和亞硫酸氫鈉進行烯烴自由基加成反應生成三羥甲基丙烷單亞丙基磺酸鈉醚(TMPMS),經(jīng)鹽酸酸化,成功合成了一種新型的磺酸型液態(tài)擴鏈劑三羥甲基丙烷單亞丙基磺酸醚(TMPMH),并以此磺酸型液態(tài)擴鏈劑制備出高固含量的水性聚氨酯乳液。
通過質譜(MS)、紅外光譜(FT-IR)、熱失重分析(TGA)等手段對磺酸型擴鏈劑的化學結構、產物熱穩(wěn)定性進行了初步表征;通過透射電鏡(TEM)、粒徑分析等手段對乳液相關性質進行了初步表征。
結果表明,合成的磺酸型液態(tài)擴鏈劑純度高,熱穩(wěn)定性好,起始分解溫度達110.8℃;以此作為水性擴鏈劑制備出磺酸型水性聚氨酯乳液,乳液粒徑在100nm左右,且呈單一分布,乳液的臨界固含量(Sη)高達56.9%,遠高于羧酸型水性聚氨酯乳液(Sη=39.8%)。
目前水性聚氨酯以陰離子型、自乳化為主,且高性能水性聚氨酯多是磺酸鹽型或兼磺酸鹽和羧酸鹽型的。國外對磺酸型水性聚氨酯膠黏劑的研究和應用已比較成熟,有多種產品供應,但其產品的固含量僅在40%左右,伸長率最好的也僅為900%左右。對兼有磺酸鹽和羧酸鹽型水性聚氨酯的研究報道較少。本文以自制的 1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉DHPA作為磺酸型親水單體擴鏈劑,采用自乳化法制備了高性能水性聚氨酯乳液,并討論了R值和親水擴鏈劑對水性聚氨酯乳液及膠膜性能的影響。
磺酸型親水單體擴鏈劑實驗原材料:甲苯二異氰酸酯 (TDI);聚氧化丙烯二醇(N210),Mn=1000;1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉(DHPA),純度大于95%,自制;N-甲基-2-吡咯烷酮,分析純;二正丁胺,分析純;二月桂酸二丁基錫(Sn19%),進口,分析純。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應用:聚氨酯彈性體、聚脲樹脂固化劑及環(huán)氧樹脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA特性:
分子量:282.4231
密度:1.039g/cm3
熔點:85 °C
沸點:443.1°C at 760 mmHg
磺酸型親水單體擴鏈劑實驗步驟:在裝有溫度計、冷凝回流管和攪拌器的四口燒瓶中,將一定量的Ng210于110℃真空脫水2h,冷卻到30℃通入氮氣,加入計量的IPDI和少量催化劑(二月桂酸二丁基錫),升溫到70~75℃反應至W(NCO)≈3%,用二正丁胺滴定法判斷反應終點。
降溫至60℃將DHPA和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照一定的質量比溶解在少量的NMP中,然后向體系中緩慢加入NMP溶液,于70℃反應1.5h,降溫至30℃,并向體系中慢慢加入一定量的去離子水劇烈攪拌乳化,得高固含量低黏度的水性聚氨酯微乳液。
把樣品膜在真空下干燥至恒量,室溫測定樣品膜的質量,然后把樣品膜浸泡于室溫下的去離子水中24h后取出,吸去表面游離的水分,稱量按質量改變量與原來質量的比計算吸水率Ω(%)。用二正丁胺(已標定) 滴定法滴定預聚體中-NCO的含量。
WPU紅外譜圖,在3299cm-1附近的寬峰為N-H伸縮振動峰,相應的1521cm-1及1373cm-1兩峰分別為對應于C-N-H彎曲振動和N-C-O的伸縮振動,在1712cm-1處出現(xiàn)的為C=O伸縮振動峰,其它如甲基的伸縮振動在2968cm-1,彎曲振動在1260cm-1,需要指出的是由于主鏈上硅氧烷的存在,在1060cm-1附近有 Si-O-Si伸縮振動造成的兩個強吸收峰,導致在1040cm-1出現(xiàn)的S=O吸收峰被掩蓋,同樣原因S=O在1150~1220cm-1處的吸收峰也觀察不到, 但801cm-1為CH3-Si搖擺振動峰,說明共聚物中存在硅氧鏈,由以上分析可見合成了目標產物。
R值(NCO/OH)是影響乳液性能的主要因素,在實驗中我們測定了親水基團含量為5%時R值為1.5~3.5時乳液的外觀、貯存穩(wěn)定性及黏度(圖2),結果表明R值在2~3時乳液穩(wěn)定,隨著R值 的增大,乳液的外觀由白色分層到透明、半透明帶藍光白色乳液過渡到藍光白色乳液,最后至白色乳液。
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