阳离子型WPU扩链剂
通过自乳化法合成了水性聚氨酯,用环氧树脂E244、阳离子型WPU扩链剂改性水性聚氨酯。探讨了水性聚氨酯的配方及反应条件,研究了环氧树脂用量、加入方式、温度等因素对乳液稳定性和涂膜性能的影响。
结果表明:用环氧树脂、阳离子型WPU扩链剂改性水性聚氨酯,可显著提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性等性能。
水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,自从用阳离子型WPU扩链剂合成出阳离子型WPU以来,其无污染、安全可靠、机械性能优良、与颜填料的相容性好、不易损伤被涂饰表面、易于改性等优点,在皮革涂料、纸张涂层、钢材防腐、纤维处理等许多领域中已逐步代替了溶剂型聚氨酯。
但WPU还存在耐水性、耐溶剂性差等缺点,在一定领域的使用中受到了限制。目前,世界各国最普遍的改性方法是采用丙烯酸酯类单体通过接枝共聚改性的方式对WPU进 行后处理。
这种方法可在一定程度上改善WPU的耐水、耐溶剂性。然而,其接枝交联程度会影响到乳液的稳定性问题,因乳液交联密度低,其耐水性及其他机械性质仍然不如传统的溶剂型聚氨酯。
由于聚氨酯原料和配方的多样性,水性聚氨酯开发40年左右的时间,人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯用扩链剂合成的水性聚氨酯品种繁多,可以按多种方法分类。
水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液,本文中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。
4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA应用:聚氨酯弹性体、聚脲树脂固化剂及环氧树脂固化剂.
英文名称:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)
CAS号:19900-72-2
分子式: C19H26N2
水性聚氨酯用扩链剂合成的水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用,或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能,必须添加交联剂;或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能,在这些情况中,水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。
自乳化法制水性聚氨酯最常用方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导人亲水成分,得到一定粘度范围的预聚体,有水中乳化同时加入进行链增长,制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯一脲)。
丙酮法属于溶液法,是以有机溶剂稀或溶解聚氨酯,再进行乳化的方法。在溶剂存在下,预聚体与亲水性扩链剂进行扩链反应,生成较高分子量的聚氨酯,反应过程可根据需要加入溶剂以降低聚氨酯溶液粘度,使之易于搅拌,然后加水进行分散,形成乳液,最后蒸去溶剂。
溶剂以丙酮、甲乙酮居多,故称为丙酮法。此法的优点是丙酮,甲乙酮的沸点低、与水互容,易于回收处理。整个体系均匀,操作方便。由于降低粘度同时也降低了浓度,有利于在乳化之前制得高分子量的预聚体或聚氨脂树脂,所得乳液的膜性能比单纯预聚体法的好。
而预聚体法由于粘度的限制,为了便于剪切分散,预聚体的分子量不能太高,可能会影响水性聚氨酯性能,例如粘度高则乳化困难,粒径大,乳液稳定性差;预聚体分子量小则NCO基团含量高,乳化后形成的脲键多,胶膜硬,缺乏柔软性。
冷冻稳定性也是实际应用中考虑的一个因素。在贮存过程应防止冻结和长期高温。酸性物质及多价金属离子会使阴离子型聚氨酯乳液产生凝聚;阳离子型应防止碱影响其稳定性。
表面张力是关系到水性聚氨酯对基材润湿性的重要因素。水性聚氨酯的表面张力一般为0.040-0.060N/m,而水的表面张力是0.073N/m,有机溶剂的表面张力一般为0.025 N/m左右。
为了能有效地用水性聚氨酯胶粘剂粘接低能表面,可添加润湿剂(流平剂)以降低乳液的表面张力,在这种情况下,必须选择对粘附力或涂膜表面不利影响小的材料。一种含15%有机氟的表面活性剂Megafac F-813作为润湿添加剂,对表面张力的影响。
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