水性膠粘劑用擴(kuò)鏈劑
水性聚氨酯是配制水性聚氨酯膠粘劑的基礎(chǔ)物質(zhì)和關(guān)鍵組分,它的性能直接決定膠粘劑的最終性能。根據(jù)粒子所帶電荷種類,水性聚氨酯可分為陰離子,陽離子,非離子三種類型。
水性膠粘劑用擴(kuò)鏈劑合成聚氨酯的工藝有溶劑法、預(yù)聚物分散水中擴(kuò)鏈法、熔融分散縮聚法等。
目前,世界合成膠粘劑發(fā)展的趨勢突出表現(xiàn)為環(huán)保和高性能化。隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格,各發(fā)達(dá)國家大力研制水性膠粘劑。由于水性聚氨酯膠粘劑的綜合性能優(yōu)越,在各類水性膠粘劑中獨樹一幟,近年來水性膠粘劑用擴(kuò)鏈劑受到廣泛關(guān)注,特別是高性能水性聚氨酯膠粘劑的開發(fā)研究已成為熱點課題。
水性聚氨酯的制備一般是先合成一定分子量的聚氨酯預(yù)聚體,然后在剪切力作用下將預(yù)聚體分散在水中。目前其制備方法以親水單體擴(kuò)鏈、自乳化法為主(所謂親水單體擴(kuò)鏈法),即在聚氨酯預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)中引入擴(kuò)鏈劑,所得聚合物無需外加乳化劑就能直接分散于水中形成水性聚氨酯。
早在四、五十年代,水性聚氨酯已有少量的研究,但由于貯存穩(wěn)定性差等原因,這項研究工作進(jìn)展不大,直到1972年正式將聚氨酯水分散液作為皮革涂料后,才開始迅速發(fā)展。據(jù)報道,1992年至1997年間水性聚氨酯的年平均增長率為8%。
我國從70年開始研究水性聚氨酯,近年來研究工作也十分活躍。研制工作具有以下特點:
(1)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,主要是乳液型,水溶性次之,膠乳型則不常見。
(2)從原料來看,多元醇主要用聚醚型,聚酯型次之,聚碳酸酯極少見。異氰酸酯的品種更少,只有TDI,HDI、MDI僅見報道。擴(kuò)鏈劑多用醇類,胺類較少使用。
(3)從制備方法及種類來看,一般是自乳化,羧酸型、陰離子體系;外乳化,磺酸型,季銨鹽型乳化體系較少;熔融分散,固體自發(fā)分散法等則未涉及。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴(kuò)鏈劑固化劑MMEA應(yīng)用:聚氨酯彈性體、聚脲樹脂固化劑及環(huán)氧樹脂固化劑.
英文名稱:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)
CAS號:19900-72-2
分子式: C19H26N2
(4)從理論與應(yīng)用角度來看,著重應(yīng)用開發(fā),理論研究很少。
?欲配制高性能水性聚氨酯膠粘劑,必須制備高性能水性聚氨酯。大多數(shù)水性聚氨酯主要是線性熱塑性聚氨酯,由于其涂膜沒有交聯(lián),分子量較低,因而耐水性,耐溶劑性,膠膜強(qiáng)度等性能還較差。為提高水性聚氨酯的性能,必須對其進(jìn)行改性。
從水性聚氨酯的制備工藝過程來看,聚氨酯預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)對水性聚氨酯的最終性能有著決定性的影響。因此其改性主要應(yīng)從預(yù)聚體上做文章,通過改變預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu),分子量大小等等因素而達(dá)到改性的目的,以得到高性能水性聚氨酯。
聚氨酯預(yù)聚體的合成原料主要是低聚物多元醇和二異氰酸酯。低聚物多元醇通常分為聚醚多元醇和聚酯多元醇兩類,由聚醚多元醇制得的預(yù)聚體有良好的水解穩(wěn)定性,較好的柔韌性和延伸性,且耐低溫性能好;而聚酯多元醇型預(yù)聚體內(nèi)聚力大,粘接強(qiáng)度高。國外水性聚氨酯的主流產(chǎn)品一般為聚酯型,而國內(nèi)則以聚醚型為主。
有文獻(xiàn)報道,以一定比例的聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物為原料制得的預(yù)聚體性能較為理想。另外,低聚物多元醇的分子量和官能度對預(yù)聚體的性能也有很大影響,在預(yù)聚體的分子中引入部分分子量適量的三官能度聚醚,能增加預(yù)聚體的分子交聯(lián)度,從而改善水性聚氨酯的耐水性。
二異氰酸酯分為芳香族和脂肪族(或脂環(huán)族)兩類。由芳香族二異氰酸酯合成的預(yù)聚體有較高的強(qiáng)度,但不耐黃變,而脂肪族二異氰酸酯由于分子結(jié)構(gòu)中不含不飽和雙鍵,由其制得的預(yù)聚體耐黃變性能優(yōu)良。
除了低聚物多元醇和二異氰酸酯外,合成預(yù)聚體原料中還常常用到小分子擴(kuò)鏈劑,一般有胺類和醇類兩種。水性膠粘劑用擴(kuò)鏈劑引入到預(yù)聚體分子中是制備水性聚氨酯的關(guān)鍵步驟之一。
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