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科美水性樹脂之水性聚氨酯樹脂的水性聚氨酯的合成原理

2019-06-18

  目前,陰離子型水性聚氨酯最為重要,芳香族水性聚氨酯合成的化學原理可用下列反應式表示:

  在中和之后加水乳化的同時,水也起到擴鏈劑的作用,擴鏈后大分子的端-NCO基團轉變為-NH2,進一步同-NCO反應,通過脲基(-NH-CO-NH-)使水性聚氨酯的分子量進一步提高。

  脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二異氰酸酯(如IPDI、TMXDI)為單體,其活性較低,因此,其在水中的擴鏈是通過加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺(多乙烯多胺)進行;此法溶劑用量低,無須脫除溶劑,工藝更可靠,可以實現真正意義上的綠色工藝生產。

  展開全部合成水性聚氨酯,一般先將二異氰酸酯、低聚物二醇(或多元醇)和擴鏈劑預先反應,制備一定分子量的預聚體或高分子量聚氨酯樹脂后,再采用相轉移法將其溶解或乳化于水中。水性聚氨酯的合成方法主要有以下幾種。

 ?。?)由低聚物二醇、二異氰酸酯以及小分子擴鏈劑,制備端—NCO聚氨酯預聚體,或在有機溶劑中制備高分子量聚氨酯,在乳化劑及高剪切力作用下乳化。

 ?。?)由中低分子量的聚氧化乙烯二醇作為低聚物二元醇原料,與二異氰酸酯(及擴鏈劑)制備聚氨酯或預聚體,再分散于水中。

 ?。?)采用含羧基、磺酸基或叔氨基的擴鏈劑制備聚氨酯或其預聚體,中和后制成離子型聚氨酯并乳化。根據具體情況,中和可在乳化前或乳化同時進行,預聚體的乳化過程可用于胺擴鏈。

 ?。?)制備聚氨酯-脲-多胺(PUUA).PUUA在稀酸水溶液中乳化,或將PUUA與環氧氯丙烷(ECH)的加成物在酸性水溶液中乳化,或PUUA和ECH的加成物與內酯或磺內酯反應,在堿性水溶液中乳化,可得到陰離子型聚氨酯乳液。

 ?。?)使聚氨酯帶有親水的羥甲基。引入羥甲基的方法是利用聚氨酯的氨基與甲醛的反應,或含一NCO的聚氨酯的預聚體與過量三乙醇胺反應。

 ?。?)先制備含PEO等親水擴鏈性鏈節或基團的端一NCO預聚體,再與亞硫酸氫鈉醇水溶液反應并乳化,預聚體還可以與酮肟或已內酰胺等封閉劑反應,并乳化于水中,形成封閉聚氨酯乳液。

 ?。?)采用含羧基、磺酸鈉或叔氨基團的低聚物多元醇制備聚氨酯預聚體并離子化,乳化于水。

  利用上述方法制備的水性聚氨酯產品品種繁多,應用廣泛,穩定性高,性能較好。

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  水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系,也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑,無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點。

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