單組份聚氨酯擴鏈劑
以一縮二乙二醇(DEG)和DEG與4,4'-二羥基二苯基丙烷(BPA)的混合物分別為單組份聚氨酯擴鏈劑,研究了單組份聚氨酯擴鏈劑對單組分陰離子型水性聚氨酯(WBPU)乳液粒徑、乳膠膜力學(xué)性能和吸水率的影響。
結(jié)果表明:以DEG和BPA的混合物為單組份聚氨酯擴鏈劑時制得的乳液平均粒徑較大,分布寬;乳膠膜的拉伸強度高,延伸率小;乳膠膜的吸水率降低,且在浸泡48h后已基本趨于飽和。
制得WBPU乳膠膜試樣的拉伸強度和延伸率分別為9.09MPa、453%;酸、堿處理后的拉伸強度和延伸率分別為7.41MPa、8136MPa和479%、429%。9.09MPa、453%;酸、堿處理后的拉伸強度和延伸率分別為7.41MPa、8136MPa和479%、429%。
水性聚氨酯防水涂料是一種環(huán)保型防水涂料,因其具有耐低溫、耐磨;通過改變原材料的種類及配比可以較大幅度地調(diào)整其性能;擴鏈劑中含有剛性鏈段可以較大提高WBPU乳膠膜的力學(xué)性能及其耐水性的特點,使其應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注。
雖然水性聚氨酯防水涂料具有以上眾多優(yōu)點,但是水性聚氨酯耐水性低一直是一個限制其廣泛使用的瓶頸。所以對其耐水性的研究受到了眾多研究者的廣泛關(guān)注。文獻中介紹通過向聚氨酯分子鏈上引入多異氰酸酯(主要是三異氰酸酯)得到的預(yù)交聯(lián)聚氨酯水分散體系,可以大大改善涂膜的耐水性。
有研究表明:以BPA為擴鏈劑,不僅可以提高樹脂的力學(xué)性能,而且可以提高玻璃化溫度,拓寬內(nèi)耗峰的寬度?;谝陨蟽蓷l思路以及研究人員前期的工作基礎(chǔ),本文分別以DEG和DEG與BPA的混合物為擴鏈劑,研究了擴鏈劑對單組分陰離子型WBPU乳液和乳膠膜性能的影響,以期獲得合適的擴鏈劑,使所制得的單組分陰離子型WBPU防水涂料具有較好的耐水性和力學(xué)性能。
化學(xué)名稱:聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000
分子量:1238
CAS No.:54667-43-5
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000為液體,因此可在室溫下與預(yù)聚體混合,澆注和硫化,它可作為TDI和MDI體系的擴鏈劑,也可作為環(huán)氧樹脂固化體系的柔性改性劑。應(yīng)用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系,由于它的易加工性,決定了它特別適用于現(xiàn)場加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比,不僅操作工藝簡單,而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低,這也是該擴鏈劑的一大特點。
聚醚二元醇(N-220):工業(yè)品,羥值53.0~56.0KOHmg/g;DEG:化學(xué)純;BPA:化學(xué)純;二羥甲基丙酸(dmpa):工業(yè)品;甲苯二異氰酸酯(TDI):工業(yè)品;粗MDI(PAPI):工業(yè)品;辛酸亞錫:工業(yè)品;三乙胺(TEA):化學(xué)純;丙酮:分析純;去離子水。分別采用DEG和DEG+BPA作為擴鏈劑,—COOH含量均為1.00%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),其試樣編號分別記作21#和211#)。
在1000mL三口燒瓶中加入500g聚醚二元醇N-220,減壓至-0109MPa,加熱到(120±5)℃對其進行抽真空脫水處理3h,然后降溫至室溫。按比例滴加TDI和PAPI的混合物,滴加過程中保持反應(yīng)溫度在40℃以下,滴加約40min。滴加完畢后,采用油浴升溫,使反應(yīng)溫度保持在(75±5)℃,回流反應(yīng)3h。反應(yīng)完成后降溫至室溫,出料,即得預(yù)聚體。
單組分聚氨酯玻璃膠是一種無溶劑的反應(yīng)型膠,在膠黏劑的主體材料中含有異氰酸基團,在合適的溫度范圍內(nèi)能與空氣中的水反應(yīng),形成高強度固態(tài)密封膠,這個過程一般稱為潮氣固化。
單組分聚氨酯玻璃膠是一種無溶劑的反應(yīng)型膠,在膠黏劑的主體材料中含有異氰酸基團,在合適的溫度范圍內(nèi)能與空氣中的水反應(yīng),形成高強度固態(tài)密封膠,這個過程一般稱為潮氣固化。單組分聚氨酯玻璃膠具有立面涂敷不流淌、施工方便、固化速度快等優(yōu)點,固化后更具有粘結(jié)強度高、彈性好、耐水、耐老化及各種有機溶劑等特點。
聚酯二元醇的主鏈結(jié)構(gòu)對PU膠粘劑的結(jié)晶度、結(jié)晶速率和內(nèi)聚強度等影響較大、主鏈為線性鏈段的聚酯二元醇,其結(jié)晶性和結(jié)晶速率均優(yōu)于主鏈中含側(cè)基的非對稱性鏈段的聚酯二元醇中含側(cè)基的非對稱性鏈段的聚酯二元醇。這是因為側(cè)基的位阻作用會阻礙軟鏈段的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶而以己二酸與其它二元醇為原料反應(yīng)而成的聚酯,其結(jié)晶順序依次為:乙二醇< l,4-丁二醇< l,6-己二醇。
這是由于用偶數(shù)碳原子二元醇所合成的聚酯,其分子中的供氫基團與供電子基團較易接近形成氫鍵,從而使聚合物分子鏈較易結(jié)晶,且結(jié)晶速率隨著偶數(shù)碳原子的增加而增加;而以丁二醇聚酯為軟鏈段合成的 PU 膠粘劑具有較快的結(jié)晶速率、較大的拉伸強度、相對較高的軟化點等力學(xué)性能和耐熱性能,且能顯著提高材質(zhì)之間的剝離強度。因此,本實驗選用己二酸與1,4-丁二醇 BDO 反應(yīng)而成的聚酯二元醇作為合成PU膠粘劑的軟鏈段。
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