隨著水性聚氨酯的發(fā)展，聚氨酯樹(shù)脂用固化劑也得到了迅速發(fā)展。但聚氨酯樹(shù)脂用固化劑仍面臨的一些問(wèn)題，如異氰酸酯中NCO基團(tuán)易與水發(fā)生反應(yīng)生成CO2，殘留在涂膜中影響涂膜的外觀和降低裝飾性能;親水基團(tuán)的過(guò)多引入會(huì)導(dǎo)致涂膜的耐水、耐化學(xué)性差，適用期短;在施工過(guò)程中封閉劑解封溫度較高等。因此，制備水分散性能好、解封溫度低的高性能聚氨酯樹(shù)脂用固化劑是今后的重點(diǎn)研究方向。

按聚氨酯樹(shù)脂的整體結(jié)構(gòu)劃分

⑴按原料及結(jié)構(gòu)可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯為原料，以通常方法制備的聚氨酯分散于水所形成的乳液。

乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹(shù)脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液，是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團(tuán)多異氰酸酯乳化于水，或多異氰酸酯的有機(jī)溶液分散于含乳化劑的水而形成的乳液，也是雙組分即用即配體系，適用期較短。

封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯乳液，是一種穩(wěn)定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時(shí)司引入封閉異氰酸酯基團(tuán)，也可制成封閉異氰酸酯基團(tuán)含量高的乳液，用于和其他乳液體系共混，起交聯(lián)作用，水分揮發(fā)后加熱交聯(lián)。

⑵聚氨酯乳液還可細(xì)分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液，后者是指由聚氨酯預(yù)聚體在水中分散同時(shí)通過(guò)水或二胺擴(kuò)鏈而形成的乳液，實(shí)質(zhì)上生成了聚氨酯—脲，但由于由預(yù)聚體分散法制備較為普遍，習(xí)慣上稱(chēng)為聚氨酯乳液者居多。

⑶按分子結(jié)構(gòu)可分為線性分子聚氨酯乳液（熱塑性）和交聯(lián)型聚氨酯乳液（熱固性）。交聯(lián)型又可細(xì)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)型。內(nèi)交聯(lián)型聚氨酯乳液是在合成時(shí)形成一定程度的支化交聯(lián)分子結(jié)構(gòu)，或引入可熱反應(yīng)性基團(tuán)，它是穩(wěn)定的單組分體系。外交聯(lián)是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團(tuán)起反應(yīng)的交聯(lián)劑，是雙組分體系。

⒍根據(jù)聚氨酯的水性化方法劃分

根據(jù)制備方法有多種分類(lèi)。舉例如下。

⑴自乳化法和外乳化法

自乳化法又稱(chēng)內(nèi)乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無(wú)需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。



中文名稱(chēng):2,2-二羥甲基丁酸

中文同義詞:擴(kuò)鏈劑親水劑dmba,2,2-二羥甲基丁酸;2,2-雙(羥甲基)丁酸;二羥甲基丁酸;雙羥甲基丁酸;二羥甲基丁酸(dmba);2,2-二羥甲基丁酸(dmba)

英文名稱(chēng):2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid

英文同義詞:2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric

Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic

Acid;Dimethylolbutanoicacid(dmba);Dimethylolbutanoicacid;

CAS號(hào):10097-02-6    EINECS號(hào):424-090-1

分子式:C6H12O4  分子量:148.16

物化性質(zhì):外觀為白色晶體,熔點(diǎn)108-115 °C ,可溶于水、甲醇、丙酮等。
  
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機(jī)溶劑,有機(jī)殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以?xún)?yōu)越的性?xún)r(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍!

用途：

1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。

2.涂料助劑，用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、膠粘劑等。

3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧基，因此可以被用作合成水性高分子體系，可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性，因此可以使工作效率得到很大的改善。
 
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):

(1). dmba在有機(jī)溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數(shù)據(jù);(單位g/100g溶劑)

由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。

(2).高反應(yīng)率,反應(yīng)速度快,反應(yīng)溫度低。合成聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因?yàn)?a href=http://343800.com.cn/chanpinzhongxin/jaz/2018-05-16/20.html target=_blank class=infotextkey>dmba結(jié)構(gòu)中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應(yīng)速率增大。

(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細(xì)且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。


外乳化法又稱(chēng)為強(qiáng)制乳化法，若分子鏈中僅含少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團(tuán)，或完全不含親水性成分，此時(shí)必須添加乳化劑，才能得到乳液。

比較而言，外乳化法制備的乳液中，由于親水性小分子乳化劑的殘留，影響固化后聚氨酯膠膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制備以離子型自乳化法為主。

⑵預(yù)聚體法、丙酮法、熔融分散法

自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有預(yù)聚體分散法和丙酮法。預(yù)聚體法即在預(yù)聚體中導(dǎo)人親水成分，得到一定粘度范圍的預(yù)聚體，在水中乳化同時(shí)進(jìn)行鏈增長(zhǎng)，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯（水性聚氨酯-脲）。

丙酮法屬于溶液法，是以有機(jī)溶劑稀釋或溶解聚氨酯（或預(yù)聚體），再進(jìn)行乳化的方法。在溶劑存在下，預(yù)聚體與親水性擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，生成較高分子量的聚氨酯，反應(yīng)過(guò)程可根據(jù)需要加人溶劑以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于攪拌，然后加水進(jìn)行分散，形成乳液，最后蒸去溶劑。溶劑以丙酮、甲乙酮居多，故稱(chēng)為丙酮法。

丙酮法的優(yōu)點(diǎn)是丙酮、甲乙酮的沸點(diǎn)低、與水互容、易于回收處理，整個(gè)體系均勻，操作方便，由于降低粘度同時(shí)也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高分子量的預(yù)聚體或聚氨酯樹(shù)脂，所得乳液的膜性能比單純預(yù)聚體法的好。

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