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如何提高水性聚氨酯树脂的交联密度

2020-05-19 14:22:26 administrator 1

  为了提高水性聚氨酯涂料的力学性能和耐化学性能,交联性能可以显著提高涂料的性能,从而扩大涂料的应用范围。目前,交联的主要方法有:(1)内部交联方法,在乳状液或水分散合成添加少量tri-functional或更高的功能性化合物形成轻度交联,或添加水蒸发可以反应中的活性组复合交联的分子,如酰胺/肼交联。

  为了提高水性聚氨酯涂料的力学性能和耐化学性能,交联性能可以显著提高涂料的性能,从而扩大涂料的应用范围。目前,交联方法主要有:

  1.内部交联法、乳状液或水分散一小部分化合物的合成与tri-functional或更高版本功能形成轻度交联程度,或添加水挥发反应与活动组织的分子复合交联,如酰胺/肼交联。美国奥林公司最近开发了一种新技术,使用丁酮作为内部交联剂。利用该技术可以制备稳定的乳液体系。乳胶颗粒的聚氨酯骨架中含有尿丁烷基团。当过量的二胺迁移到胶乳颗粒中,与丁酮反应形成利尿键时,可诱导辅助交联反应。这种辅助交联反应发生在乳胶粒子,它增加了聚氨酯链的分子量乳胶粒子在不影响乳液的稳定性,克服了缺点的硬度低,耐水性和耐溶剂性差存在的单组分水性聚氨酯涂料。

  2.空气干燥法,即利用空气中的氧气使水性聚氨酯链上的不饱和碳碳双键氧化交联。

  3.外交交联法,外交交联法可以显著提高胶片的性能,根据交联剂的不同,外交交联的改性可分为以下几种:

水性聚氨酯树脂

  (1)氮吡啶类化合物的交联

  氮吡啶类化合物是很好的羧基交联剂。在室温下,氮吡啶和羧基可以快速反应形成交联。

  (2)环氧基团交联

  在室温和中温条件下,环氧基与树脂中的羧基和羟基发生反应。反应公式如下。这种反应也可用于乳液合成,使乳胶颗粒略有交联。

  (3)硅氧烷交联

  具有特殊官能团的硅氧烷通过水解缩合与乳液的活性基团,如环氧-硅氧化物,发生交联

  烷基与乳胶粒子中的羧基反应,

  (4)多碳二亚胺交联

  碳化二亚胺与-cooh反应生成交联剂,可作为水性涂料的交联剂。

  (5)金属离子交联

  碳酸锆铵或碳酸锌铵盐与树脂羧基的交联反应可在室温下进行。所得的离子键具有良好的耐热性和耐酒精性。交联后可提高膜的硬度和耐水性。

  施工前在WPU中加入氮吡啶、碳化二亚胺、三聚氰胺等偶联剂,成膜后提高了涂层的耐溶剂性。除了交联改性外,还可以将其他组分引入水性聚氨酯体系进行复合改性,这是聚氨酯改性的重要途径。

  目前,对聚氨酯与羟甲基纤维素、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、丁苯橡胶、环氧树脂、聚硅氧烷、甲基丙烯酸聚甲酯的复合乳液进行了研究。其中,后三种复合乳液的研究较为活跃:环氧树脂的改性是聚氨酯预聚体中的-nco与环氧树脂链上的环氧基团发生反应,大大提高了聚氨酯分散体的综合性能;聚氨酯聚硅氧烷一般是聚硅氧烷与聚氨酯的嵌段共聚物,具有良好的机械性能、柔韧性、电性能和表面性能。丙烯酸改性聚氨酯(PUA)乳液能够将聚氨酯的高抗拉强度和冲击强度、优异的柔韧性和耐磨性有机地结合起来,具有良好的附着力和较低的生产成本


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