陰離子PU固化劑pH小于7，能夠延緩NCO基團(tuán)和水的反應(yīng)速度，從而延長(zhǎng)陰離子PU固化劑使用時(shí)間，所以此法比陽(yáng)離子改性更為常用。

羧酸鹽、磺酸鹽、磷酸鹽是常見(jiàn)的陰離子改性物質(zhì)，通過(guò)引入含羧基或磺酸基等陰離子基團(tuán)，再加入中和劑(如三乙胺、N-甲基哌啶或N-甲基吡咯等)進(jìn)行中和，制得能夠穩(wěn)定分散于水中的陰離子PU固化劑。

水性聚氨酯簡(jiǎn)單分類(lèi)

按粒徑和外觀分可分為聚氨酯水溶液（粒徑<0．001微米，外觀透明）、聚氨酯水分散體（粒徑：0．001-0．1微米，外觀半透明）、聚氨酯乳液（粒徑>0．1微米，外觀白濁）；

依親水性基團(tuán)的電荷性質(zhì)，水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽(yáng)離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要，分為羧酸型和磺酸型兩大類(lèi)。

依合成單體不同水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分為芳香族和脂肪族，或具體分為T(mén)DI型、HDI型等等。

依產(chǎn)品包裝形式水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。

Laas等以環(huán)己胺基丙磺酸和環(huán)己氨基乙磺酸為改性劑，制得親水的聚氨酯固化劑。結(jié)果表明，此磺酸改性的聚氨酯固化劑不需要高剪切力就能夠在水中均勻分散且具有很好的貯存穩(wěn)定性。

紀(jì)學(xué)順等采用新型的氨基磺酸與HDI三聚體反應(yīng)改性聚氨酯固化劑。結(jié)果表明：在N，N-二甲基環(huán)己胺與氨基磺酸物質(zhì)的量比為1.05、溫度為100℃、反應(yīng)時(shí)間為4h、氨基磺酸用量為2.5%～3.0%條件下，可制備出高性能、易分散的水性聚氨酯固化劑。

水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，也稱(chēng)水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無(wú)污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點(diǎn)。

聚氨酯樹(shù)脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業(yè)發(fā)展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。





對(duì)苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體是一種對(duì)稱(chēng)的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑。它與MDI有著良好的配伍性,能明顯提高、改善制品的抗張強(qiáng)度、硬度和回彈性能。

HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個(gè)PU彈性體系列,使用該產(chǎn)品的PU一般用于對(duì)產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.

HQEE是一種代替MOCA的新型無(wú)毒擴(kuò)鏈劑。廣泛應(yīng)用于MDI的PUR體系（CPU、TPU、MPU）中。能顯著提高PUR制品的耐溫等級(jí)、力學(xué)性能（撕裂強(qiáng)度、剪切性、硬度、回彈性等），提高M(jìn)PU膠料儲(chǔ)存穩(wěn)定性、防止燒焦。很好地改善和調(diào)節(jié)了PUR的性能。MDI/HQEE常用于對(duì)制品物理性能有高要求的領(lǐng)域。如：油井密封件、叉車(chē)輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品，對(duì)改善高回彈微孔泡沫制品性能很有幫助。

對(duì)苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體是主要用于二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的一種擴(kuò)鏈劑。這種擴(kuò)鏈劑體系生產(chǎn)的彈性體主要作重載應(yīng)用, 例如鏟車(chē)輪胎、油井和液壓設(shè)備密封、粗料槽襯里和滑冰板輪等。然而, 若對(duì)HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳產(chǎn)品。

一般來(lái)說(shuō), 用MOCA為擴(kuò)鏈劑生產(chǎn)彈性體的設(shè)備, 也能用于HQEE體系的生產(chǎn)。但二者的工藝是明顯不同的。HQEE和MOCA在將近相同的溫度（100℃）熔融，但MOCA會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷而不結(jié)晶。HQEE不會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷，但加工設(shè)備中必須保持110-116℃（最高122℃）。HQEE熔罐必須均勻加熱到110℃以上，緩慢攪動(dòng)以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工藝設(shè)備管線要適當(dāng)?shù)乇睾图訜? 以防止出現(xiàn)“ 冷點(diǎn)” 而造成管線堵塞和HQEE預(yù)聚物混合比的誤差。

MOCA/預(yù)聚物的混合比可在理論值的90～100%范圍內(nèi)變化, 仍能得到理想的制品。然而, 對(duì)于HQEE體系, 必須精確控制二醇擴(kuò)鏈劑/預(yù)聚物的比例, 才能得到最佳產(chǎn)品性能。預(yù)聚物也應(yīng)保持在110℃下，并且在HQEE與預(yù)聚物混合后, 必須維持溫度以防止HQEE結(jié)晶。整個(gè)成型溫度必須保持在110-120℃之間。對(duì)于薄制件需要較高的溫度。低于上述溫度時(shí)將導(dǎo)致HQEE結(jié)晶出現(xiàn)疵點(diǎn)。烘箱或模具加熱設(shè)備必須超過(guò)所要求的成型溫度。

未催化的HQEE/MDI彈性體的流化時(shí)間, 對(duì)于薄制件(如墊圈)大約需2小時(shí);對(duì)于厚制件(如鏟車(chē)輪胎)能明顯減少脫模時(shí)間。

為了降低擴(kuò)鏈劑的熔融溫度以達(dá)到降低加工溫度的目的, 可將HQEE與其它二醇、三醇和工業(yè)擴(kuò)鏈劑混合使用。常用的比例是HQEE為80-90% , 二醇或三醇為10-20%。

制品的某些缺陷, 可通過(guò)改進(jìn)操作而避免。表面白霜是由于擴(kuò)鏈劑/預(yù)聚物混合或成型溫度太低, 或是由于模具溫度太低而造成。模壓制品的表面刻痕是由于混合不當(dāng)或模具過(guò)早關(guān)閉而引起的。模制品表面翹曲則表明模具可能關(guān)閉過(guò)晚。


本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金資助研究及十多年的研發(fā)，已具有成熟的陰離子型自乳化聚氨酯乳液和陽(yáng)離子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技術(shù)，可提供1噸/天生產(chǎn)能力的水性聚氨酯生產(chǎn)的整套工藝和設(shè)備技術(shù)。本項(xiàng)目可根據(jù)用戶(hù)的需求，對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行配方設(shè)計(jì)與調(diào)整以滿(mǎn)足實(shí)際使用的要求，并可結(jié)合納米雜化技術(shù)制備高性能的水性聚氨酯。

水性聚氨酯整個(gè)合成過(guò)程可分為兩個(gè)階段。第一階段為預(yù)逐步聚合，即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過(guò)溶液逐步聚合生成相對(duì)分子質(zhì)量為l000量級(jí)的水性聚氨酯預(yù)聚體；第二階段為中和后預(yù)聚體在水中的分散。

水性PU因其具有環(huán)保作用，雖然歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速。

水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種，為二元膠態(tài)體系，聚氨酯（PU）粒子分散于連續(xù)的水相中，也有人稱(chēng)水性PU或水基PU。

聚氨酯是含有重復(fù)氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)單元的一類(lèi)高分子材料，傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯中含有的有機(jī)溶劑易燃、易爆、并具有毒性，對(duì)人體和環(huán)境都有不利的影響。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性聚氨酯材料逐漸受到重視。

水性聚氨酯是以水作為分散介質(zhì)，具有不易燃、環(huán)保、無(wú)毒、安全等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、合成革、彈性體、建材、織物整理、高分子表面活性劑等領(lǐng)域。水性聚氨酯分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。

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