磺酸型液態(tài)擴鏈劑
用三羥甲基丙烷單烯丙基醚(TMPME)和亞硫酸氫鈉進(jìn)行烯烴自由基加成反應生成三羥甲基丙烷單亞丙基磺酸鈉醚(TMPMS),經(jīng)鹽酸酸化,成功合成了一種新型的磺酸型液態(tài)擴鏈劑三羥甲基丙烷單亞丙基磺酸醚(TMPMH),并以此磺酸型液態(tài)擴鏈劑制備出高固含量的水性聚氨酯乳液。
通過(guò)質(zhì)譜(MS)、紅外光譜(FT-IR)、熱失重分析(TGA)等手段對磺酸型擴鏈劑的化學(xué)結構、產(chǎn)物熱穩定性進(jìn)行了初步表征;通過(guò)透射電鏡(TEM)、粒徑分析等手段對乳液相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了初步表征。
結果表明,合成的磺酸型液態(tài)擴鏈劑純度高,熱穩定性好,起始分解溫度達110.8℃;以此作為水性擴鏈劑制備出磺酸型水性聚氨酯乳液,乳液粒徑在100nm左右,且呈單一分布,乳液的臨界固含量(Sη)高達56.9%,遠高于羧酸型水性聚氨酯乳液(Sη=39.8%)。
目前水性聚氨酯以陰離子型、自乳化為主,且高性能水性聚氨酯多是磺酸鹽型或兼磺酸鹽和羧酸鹽型的。國外對磺酸型水性聚氨酯膠黏劑的研究和應用已比較成熟,有多種產(chǎn)品供應,但其產(chǎn)品的固含量?jì)H在40%左右,伸長(cháng)率最好的也僅為900%左右。對兼有磺酸鹽和羧酸鹽型水性聚氨酯的研究報道較少。本文以自制的 1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉DHPA作為磺酸型親水單體擴鏈劑,采用自乳化法制備了高性能水性聚氨酯乳液,并討論了R值和親水擴鏈劑對水性聚氨酯乳液及膠膜性能的影響。
磺酸型親水單體擴鏈劑實(shí)驗原材料:甲苯二異氰酸酯 (TDI);聚氧化丙烯二醇(N210),Mn=1000;1,2-二羥基-3-丙磺酸鈉(DHPA),純度大于95%,自制;N-甲基-2-吡咯烷酮,分析純;二正丁胺,分析純;二月桂酸二丁基錫(Sn19%),進(jìn)口,分析純。
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA應用:聚氨酯彈性體、聚脲樹(shù)脂固化劑及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑.
包裝: 25kg/桶
4,4'-亞甲基雙(2-甲基-6-乙基苯胺),擴鏈劑固化劑MMEA特性:
分子量:282.4231
密度:1.039g/cm3
熔點(diǎn):85 °C
沸點(diǎn):443.1°C at 760 mmHg
磺酸型親水單體擴鏈劑實(shí)驗步驟:在裝有溫度計、冷凝回流管和攪拌器的四口燒瓶中,將一定量的Ng210于110℃真空脫水2h,冷卻到30℃通入氮氣,加入計量的IPDI和少量催化劑(二月桂酸二丁基錫),升溫到70~75℃反應至W(NCO)≈3%,用二正丁胺滴定法判斷反應終點(diǎn)。
降溫至60℃將DHPA和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照一定的質(zhì)量比溶解在少量的NMP中,然后向體系中緩慢加入NMP溶液,于70℃反應1.5h,降溫至30℃,并向體系中慢慢加入一定量的去離子水劇烈攪拌乳化,得高固含量低黏度的水性聚氨酯微乳液。
把樣品膜在真空下干燥至恒量,室溫測定樣品膜的質(zhì)量,然后把樣品膜浸泡于室溫下的去離子水中24h后取出,吸去表面游離的水分,稱(chēng)量按質(zhì)量改變量與原來(lái)質(zhì)量的比計算吸水率Ω(%)。用二正丁胺(已標定) 滴定法滴定預聚體中-NCO的含量。
WPU紅外譜圖,在3299cm-1附近的寬峰為N-H伸縮振動(dòng)峰,相應的1521cm-1及1373cm-1兩峰分別為對應于C-N-H彎曲振動(dòng)和N-C-O的伸縮振動(dòng),在1712cm-1處出現的為C=O伸縮振動(dòng)峰,其它如甲基的伸縮振動(dòng)在2968cm-1,彎曲振動(dòng)在1260cm-1,需要指出的是由于主鏈上硅氧烷的存在,在1060cm-1附近有 Si-O-Si伸縮振動(dòng)造成的兩個(gè)強吸收峰,導致在1040cm-1出現的S=O吸收峰被掩蓋,同樣原因S=O在1150~1220cm-1處的吸收峰也觀(guān)察不到, 但801cm-1為CH3-Si搖擺振動(dòng)峰,說(shuō)明共聚物中存在硅氧鏈,由以上分析可見(jiàn)合成了目標產(chǎn)物。
R值(NCO/OH)是影響乳液性能的主要因素,在實(shí)驗中我們測定了親水基團含量為5%時(shí)R值為1.5~3.5時(shí)乳液的外觀(guān)、貯存穩定性及黏度(圖2),結果表明R值在2~3時(shí)乳液穩定,隨著(zhù)R值 的增大,乳液的外觀(guān)由白色分層到透明、半透明帶藍光白色乳液過(guò)渡到藍光白色乳液,最后至白色乳液。
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