PU材料固化劑
PU材料固化劑的親水改性常用方法有外乳化法和內(nèi)乳化法。外乳化法是直接將乳化劑加入其中，進(jìn)行物理混合。
外乳化法存在粒徑大小差別大、相容性差、乳化劑成膜后容易游離于成膜物表面等問(wèn)題，使得成膜物表面具有親水性，涂膜的耐水性降低。因此，外乳化法只能應(yīng)用于制備對(duì)耐水性要求不高的材料。
內(nèi)乳化法是在聚氨酯預(yù)聚體中直接引入親水基團(tuán)或含有親水基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑進(jìn)行化學(xué)改性，制備出的PU材料固化劑與水混合后，分子中親水基團(tuán)朝向水相，不但可以保護(hù)NCO基團(tuán)，且親水基團(tuán)的相互排斥能夠使多異氰酸酯穩(wěn)定的在水中分散；
固化成膜后，成膜物中不存在游離的親水性小分子，較外乳化法在耐水性、耐溶劑性及物理機(jī)械性能等方面均有明顯改善。根據(jù)引入親水基圖的種類，PU材料固化劑親水改性主要可分為非離子改性、離子改性、非離子和離子混合改性。
常用的胺有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、間苯二胺、間苯二甲胺(MxDA)、二氨基二苯基甲烷(DDM)；常用的叔胺類有咪唑、2-甲基咪唑等；常用的環(huán)氧化物有環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、縮水甘油醚和環(huán)氧樹(shù)脂等。此類改性方法在改性胺中占據(jù)極其重要地位。以下就加成反應(yīng)所需原料的不同分別加以闡述。
環(huán)氧樹(shù)脂與胺系的加成反應(yīng)
環(huán)氧樹(shù)脂－胺加成物采用環(huán)氧樹(shù)脂和過(guò)量的乙二胺(或己二胺、二乙烯三胺等)加熱回流反應(yīng)，脫除過(guò)量的胺制得。分為液態(tài)(溶液型)和固態(tài)兩種。環(huán)氧樹(shù)脂常采用60l(E—20)．此類改性方法目前已被淘汰，不再使用。
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmba)在水中溶解度為48%,dmpa為12%。同時(shí)dmba熔點(diǎn)低,為108℃～115℃ ;
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmba)包裝:25kg/包 紙板桶裝或紙箱裝,內(nèi)襯鋁塑薄膜袋。貯存在通風(fēng)、干燥、遠(yuǎn)離火源、并符合防火要求的庫(kù)房?jī)?nèi)。
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)以優(yōu)越的性價(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。
環(huán)氧氯丙烷與胺類的反應(yīng)
間苯二甲胺(MxPA)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)反應(yīng)，脫除HCl后得到鏈狀多胺，此類固化劑具有良好的耐藥品性、粘接性、耐胺閃蒸性，樹(shù)脂固化物柔韌性高．粘接劑剝離強(qiáng)度高。WR-112型固化劑也具有類似結(jié)構(gòu)。
此固化劑可以水下、帶水、帶銹固化，主要用作防腐涂層．固化后的涂膜有很好的柔韌性、沖擊強(qiáng)度、耐溶劑性、耐腐蝕性。
縮水甘油醚與胺系化合物的加成
正-丁基縮水甘油醚與二乙烯三胺加成反應(yīng)得到593固化劑，與1，3-二氨基環(huán)己烷改性得的固化劑具有極好的粘接性和延伸率。苯基縮水甘油醚和己基、辛基縮水甘油醚與乙醇胺、二乙醇胺反應(yīng)可制得固化性能優(yōu)良、韌性較好的改性乙醇胺固化劑。由甲酚類縮水甘油醚與低級(jí)脂肪胺如二乙烯三胺、三乙烯四胺反應(yīng)得到的改生產(chǎn)物價(jià)格低廉、性能良好，可以廣泛應(yīng)用于一般粘接、防腐、玻璃鋼制作等方面。
丁基縮水甘油醚與二氨基二苯基甲烷反應(yīng)得到的改性胺固化劑P-4000(AD型)環(huán)氧樹(shù)脂，具有強(qiáng)度高、熱變形溫度高(達(dá)125℃)的特點(diǎn)。以烯丙基縮水甘油醚改性三乙撐甲胺得到的固化劑可用于瀝青環(huán)氧的固化，用于建筑物防漏、粘接、公路交通，具有優(yōu)良的耐濕性、耐腐蝕住。三溴苯基縮水甘油醚或溴代甲酚類縮水甘油醚與低級(jí)脂肪胺如二乙烯三胺加成反應(yīng)得到阻燃固化劑，其溴含量大于25％，與樹(shù)脂固化后具有一定的阻燃性。
由2-甲基咪唑與丁基縮水甘油醚基縮水甘油醚反應(yīng)得到固化劑704，705．傳統(tǒng)生產(chǎn)方法得到的產(chǎn)品外觀為棕褐色粘稠液體．外觀不理想，采用無(wú)水乙醇作溶劑反應(yīng)得到的產(chǎn)品為紅棕色粘稠液體，外觀更適合作固化劑使用。值得注意的是上列改性例子中由于胺的高度活潑性，應(yīng)采用滴加縮水甘油醚以控制反應(yīng)，避免放熱過(guò)劇，產(chǎn)生暴沸、沖料事故．而且產(chǎn)品色澤較淺．還應(yīng)注意縮水甘油醚采用單環(huán)氧基團(tuán)的，否則反應(yīng)難以控制，增鏈反應(yīng)劇烈，產(chǎn)物粘度極大。
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