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揭秘水性聚氨酯的那些“内幕”

2020-05-21 09:57:35 administrator 2

  水性聚氨酯是配制水性聚氨酯胶粘剂的基础物质和关键组分,它的性能直接决定胶粘剂的最终性能。水性聚氨酯的制备一般是先合成一定分子量的聚氨酯预聚体,然后在剪切力作用下将预聚体分散在水中。亲水单体扩链法的合成工艺有溶剂法、预聚物分散水中扩链法、熔融分散缩聚法等。

  研制工作具有以下特点:

  (1)从产品结构来看,主要是乳液型,水溶性次之,胶乳型则不常见。

  (2)从原料来看,多元醇主要用聚醚型,聚酯型次之,聚碳酸酯极少见。异氰酸酯的品种更少,只有TDI,HDI、MDI仅见报道。扩链剂多用醇类,胺类较少使用。

  (3)从制备方法及种类来看,一般是自乳化,羧酸型、阴离子体系;外乳化,磺酸型,季铵盐型乳化体系较少;熔融分散,固体自发分散法等则未涉及。

  欲配制高性能水性聚氨酯胶粘剂,必须制备高性能水性聚氨酯。大多数水性聚氨酯主要是线性热塑性聚氨酯,由于其涂膜没有交联,分子量较低,因而耐水性,耐溶剂性,胶膜强度等性能还较差。为提高水性聚氨酯的性能,必须对其进行改性。

宝威水性聚氨酯

  水性聚氨酯的改性

  从水性聚氨酯的制备工艺过程来看,聚氨酯预聚体的分子结构对水性聚氨酯的最终性能有着决定性的影响。因此其改性主要应从预聚体上做文章,通过改变预聚体的分子结构,分子量大小等等因素而达到改性的目的,以得到高性能水性聚氨酯。

  合成预聚体的原料选择

  聚氨酯预聚体的合成原料主要是低聚物多元醇和二异氰酸酯。低聚物多元醇通常分为聚醚多元醇和聚酯多元醇两类,由聚醚多元醇制得的预聚体有良好的水解稳定性,较好的柔韧性和延伸性,且耐低温性能好;而聚酯多元醇型预聚体内聚力大,粘接强度高。国外水性聚氨酯的主流产品一般为聚酯型,而国内则以聚醚型为主。有文献报道,以一定比例的聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物为原料制得的预聚体性能较为理想。另外,低聚物多元醇的分子量和官能度对预聚体的性能也有很大影响,在预聚体的分子中引入部分分子量适量的三官能度聚醚,能增加预聚体的分子交联度,从而改善水性聚氨酯的耐水性。

  通过原料及工艺的选择,能制得部分支化和交联的水性聚氨酯,干燥固化时一般不发生化学反应,这种方法称为内交联法,多用于单组分体系。还有所谓外交联法,即在使用时添加交联剂到水性聚氨酯中,交联剂与聚氨酯分子发生化学反应而交联,外交联法相当于双组分体系。目前,国内外生产的水性聚氨酯几乎都是单组分的,90年代双组分水性聚氨酯受到重视,其研究重点是减少副反应,增加反应的选择性及在潮湿低温下成膜。


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