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科美水性树脂之水性聚氨酯树脂的水性聚氨酯的合成原理

2019-06-18

  目前,阴离子型水性聚氨酯最为重要,芳香族水性聚氨酯合成的化学原理可用下列反应式表示:

  在中和之后加水乳化的同时,水也起到扩链剂的作用,扩链后大分子的端-NCO基团转变为-NH2,进一步同-NCO反应,通过脲基(-NH-CO-NH-)使水性聚氨酯的分子量进一步提高。

  脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二异氰酸酯(如IPDI、TMXDI)为单体,其活性较低,因此,其在水中的扩链是通过加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺(多乙烯多胺)进行;此法溶剂用量低,无须脱除溶剂,工艺更可靠,可以实现真正意义上的绿色工艺生产。

  展开全部合成水性聚氨酯,一般先将二异氰酸酯、低聚物二醇(或多元醇)和扩链剂预先反应,制备一定分子量的预聚体或高分子量聚氨酯树脂后,再采用相转移法将其溶解或乳化于水中。水性聚氨酯的合成方法主要有以下几种。

  (1)由低聚物二醇、二异氰酸酯以及小分子扩链剂,制备端—NCO聚氨酯预聚体,或在有机溶剂中制备高分子量聚氨酯,在乳化剂及高剪切力作用下乳化。

  (2)由中低分子量的聚氧化乙烯二醇作为低聚物二元醇原料,与二异氰酸酯(及扩链剂)制备聚氨酯或预聚体,再分散于水中。

  (3)采用含羧基、磺酸基或叔氨基的扩链剂制备聚氨酯或其预聚体,中和后制成离子型聚氨酯并乳化。根据具体情况,中和可在乳化前或乳化同时进行,预聚体的乳化过程可用于胺扩链。

  (4)制备聚氨酯-脲-多胺(PUUA).PUUA在稀酸水溶液中乳化,或将PUUA与环氧氯丙烷(ECH)的加成物在酸性水溶液中乳化,或PUUA和ECH的加成物与内酯或磺内酯反应,在碱性水溶液中乳化,可得到阴离子型聚氨酯乳液。

  (5)使聚氨酯带有亲水的羟甲基。引入羟甲基的方法是利用聚氨酯的氨基与甲醛的反应,或含一NCO的聚氨酯的预聚体与过量三乙醇胺反应。

  (6)先制备含PEO等亲水扩链性链节或基团的端一NCO预聚体,再与亚硫酸氢钠醇水溶液反应并乳化,预聚体还可以与酮肟或已内酰胺等封闭剂反应,并乳化于水中,形成封闭聚氨酯乳液。

  (7)采用含羧基、磺酸钠或叔氨基团的低聚物多元醇制备聚氨酯预聚体并离子化,乳化于水。

  利用上述方法制备的水性聚氨酯产品品种繁多,应用广泛,稳定性高,性能较好。

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  水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。