水性聚氨酯材料(WPU)擴鏈劑
水性聚氨酯材料是一種具有優(yōu)異的機械耐磨性、軟硬可調性、耐介質(zhì)性和優(yōu)良的裝飾性能的材料。隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強,水性聚氨酯(WPU)以其無(wú)毒、價(jià)廉、安全、不燃等優(yōu)點(diǎn)表現出巨大的市場(chǎng)前景,并有逐步取代溶劑型產(chǎn)品的趨勢。
但是單一水性聚氨酯在其應用上存在固含量低、自增稠性差、硬度低、成膜光澤低、成膜時(shí)間長(cháng)、耐水性差的缺陷。目前水性聚氨酯研究的熱點(diǎn)是通過(guò)水性聚氨酯材料(WPU)擴鏈劑改性水性聚氨酯,水性聚氨酯材料(WPU)擴鏈劑能提高水性聚氨酯的綜合性能并擴大其應用范圍。
聚氨酯是氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng),通常由多異氰酸酯與多元醇逐步聚合而成。在實(shí)際制備的聚氨酯樹(shù)脂中,除含有氨基甲酸酯基團外,還含有脲、縮二脲等基團。所以,從廣義上講,聚氨酯是異氰酸酯的加聚物。
1937年德國化學(xué)家拜耳教授首先利用異氰酸酯與多元醇化合物發(fā)生加聚反應制得聚氨酯樹(shù)脂,隨后英、美等國家于1945~1949年從聯(lián)邦德國獲得了有關(guān)聚氨酯制造技術(shù),并在1953年相繼實(shí)現工業(yè)化。
1943年德國化學(xué)家斯克拉克在乳化劑及保護膠體的存在下,將異氰酸酯在水中乳化,并在劇烈攪拌下添加二胺,第一次成功地制備出聚氨酯乳液。1953年將由二異氰酸酯和聚醚多元醇制成的-NCO預聚體用苯溶液分散于水中,此后又用二胺擴鏈合成了水性聚氨酯,并在1967年首次工業(yè)化。
1972年正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料,引起各國的極大重視??蒲腥藛T將聚氨酯分子鏈中引入親水成分,讓其在水中自乳化,從而得到高性能乳液,應用領(lǐng)域也逐步拓展。
水性聚氨酯的合成原料主要有10大類(lèi):
(1)多異氰酸酯,常用的有甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯( MDI)、六次亞甲基二異氰酸酯(HDI)、多次甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)以及特殊用途的其它異氰酸酯;
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑MOEA)
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑,與TDI和MDI預聚體有著(zhù)良好的相容、配伍性,反應速度較快,與E100搭配可用于反應注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能.用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強度、耐植物穿刺和耐老化性能.本品也可用作環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能.
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺-芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑-MOEA
中文名:4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類(lèi)擴鏈劑MOEA); 3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷; 硬化劑 ME-DDM
中文別名:3,3-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷;硬化劑ME-DDM
(2)多元醇或多元胺等含氫化合物。多元醇化合物主要有聚酯多元醇、聚己內酯、聚醚多元醇、氨基聚醚多元醇、聚己二醇、聚四氫呋喃、端羥基聚丁二烯橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂和含羥基的丙烯酸樹(shù)脂等大分子多元醇。小分子多元醇有一縮二己二醇、1,4-丁二醇、三羥基丙烷、季戊四醇等。多元胺有丙二胺、二乙烯三胺、異佛爾酮二胺等;
(3)擴鏈劑:1,4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等。
水性聚氨酯制備中常常使用擴鏈劑改性水性聚氨酯,其中可引入離子基團的親水性擴鏈劑有多種,除了這類(lèi)特種擴鏈劑改性水性聚氨酯外,經(jīng)常還使用1,4—丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亞乙基三胺等擴鏈劑;
(4)水:蒸餾水、離子水;
(5)親水性擴鏈劑:二羥甲基丙酸(DMPA)、二羥基半酯、乙二胺基乙磺酸鈉、二亞乙基三胺等;
(6)成鹽劑:HCL、醋酸、環(huán)氧丙烷 。
(7)溶劑:丙酮、甲乙酮、甲苯等 ;
(8)乳化劑:聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚物;
(9)交聯(lián)劑:環(huán)氧樹(shù)脂、三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、多異氰酸酯;
(10)增稠劑:羧甲基纖維素、羥甲基纖維素等。