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水性聚氨酯的合成方法

时间:2017-11-01 / 分类:产品百科 / 评论:评论关闭 / 浏览:

 水性聚氨酯的合成方法

水性聚氨酯的制备通常采用两类方法:外乳化法和自乳化法。外乳化法将聚氨酯预聚物缓慢加入到含乳化剂的水中,形成粗粒乳液,再送入乳化器形成粒径适当的乳液。该法制备的聚氨酯乳液胶体稳定性较差,适于材料的表面处理,如羊毛的不粘处理等。

水性聚氨酯乳液的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物分子链上引入适量的亲水性基团,在一定条件下分散形成稳定乳液。自乳化法操作简单,制得的乳液性能比外乳化法要好,目前合成水性聚氨酯都采用这种方法。

自乳化法分为:丙酮法、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺-酮连氮法、保护端基乳化法。

1.3.1丙酮法

首先合成含-NCO端基的高粘度聚氨酯预聚体,再以有机溶剂稀释预聚体,然后再进行乳化的方法。在溶剂存在下,预聚体与亲水性扩链剂进行扩链反应,生成较高分子量的聚氨酯,反应过程可根据所需要加入溶剂以降低聚氨酯溶液黏度,使之易于搅拌,然后加水进行分散,形成乳液,最后蒸去溶剂。溶剂以丙酮,故称为丙酮法。

特点:易于操作,重复性好,制得的水性聚氨酯分子量可变范围宽粒粒径的大小可控,产品质量好,是目前生产水性聚氨酯的主要方法。但该法需要耗费大量低沸点丙酮,易造成环境污染,工艺复杂,成本高。

1.3.2预聚体法

预聚体法是近年来发展起来的,它是将水性单体引入到预聚物链中,制成亲水性的聚合物链,得到亲水改性的端-NCO基聚氨酯预聚体,由于预聚体的分子量不是太高,粘度不大,可不加溶剂稀释,或仅需在水中以少量溶剂稀释就能在剪切力作用下分散于水中,再用亲水性单体(二胺或三胺)将其部分扩链,生成相对分子量高的水性聚氨酯,最终得到水性聚氨酯分散液。

为合成低粘度预聚体,通常选择脂肪族或脂环族多异氰酸酯,因为这两种多异氰酸酯反应活性低,预聚体分散于水中后用二胺扩链时受水的影响小。但分散过程必须在低温下进行,以降低-NCO与水反应活性;须严格控制预聚体粘度,否则预聚体在水中分散将非常困难。

特点:此法避免了有机溶剂的大量使用,工艺简单,便于工业化连续生产。缺点是扩链反应在多相体系中发生,反应不能按定量的方式进行。

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