水分散體聚氨酯擴鏈劑
本文分析目前水分散體聚氨酯制備工藝，結合水分散體聚氨酯擴鏈劑改進(jìn)制備工藝，提出了目前水分散體聚氨酯制備工藝中仍尚需改進(jìn)的地方。
傳統溶劑型聚氨酯是通過(guò)甲苯、二甲苯、酮類(lèi)、乙酸乙酯等有機溶劑以溶液聚合法制得，這些溶劑易燃易爆、易揮發(fā)、氣味大、污染環(huán)境。水性聚氨酯以水為分散介質(zhì)，具有不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節能、操作加工方便等優(yōu)點(diǎn)。
1969年合成不含乳化劑的聚氨酯水分散體。隨后水性聚氨酯發(fā)展迅速并在很多領(lǐng)域都有所應用，如皮革涂飾、手套、導管、涂料等。國內隨著(zhù)原料價(jià)格的降低，水性聚氨酯的研究和應用得到迅速的發(fā)展。
合成水性分散的聚氨酯體系主要有兩種工藝方法。一種是外乳化法即在體系中加入乳化劑穩定分散液。它是1953年W.Yandott發(fā)明的，其制備工藝是在適合的有機溶劑中合成預聚體，加入乳化劑后在強剪切力作用下分散于水中并進(jìn)行擴鏈最終得到水性聚氨酯。
但由于該工藝中需要很大的剪切力，對設備要求較高。乳化劑用量較大，殘留在體系中使得乳液顆粒粗而且儲存穩定性差。
產(chǎn)品各方面性能滿(mǎn)足不了越來(lái)越高的要求，目前工業(yè)生產(chǎn)中單純依靠加外乳化劑來(lái)達到穩定乳液體系的應用很少見(jiàn)了。另外一種是自乳化法，通常是在聚氨酯分子主鏈或支鏈結構中引入親水基團。水分散體聚氨酯擴鏈劑親水基團的類(lèi)型可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性型和非離子型4種。
水分散體聚氨酯擴鏈劑應用最為廣泛的是陰離子型水性聚氨酯，常用的親水基團主要是羧酸鹽型和磺酸鹽型兩類(lèi)。相對綜合性能最佳的親水基團是DMPA，它有很高的羧基含量，而且其中的兩個(gè)甲基對它和NCO基團反應產(chǎn)生位阻，抑制了副反應。
目前，根據制備工藝不同，可以得到不同固體物含量和相應性能的水性聚氨酯產(chǎn)品，而主要制備工藝可分為丙酮法、預聚物混和法、熱熔法、酮亞胺/酮連氮法。目前工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗室研究主要采用丙酮法和預聚物混和法，這是基于它們的合成工藝相對簡(jiǎn)單以及制備條件相對不是很苛刻。
其中，在工業(yè)化領(lǐng)域，按照生產(chǎn)工藝流程分為間歇式工藝法，半連續工藝法以及連續工藝法。目前大多數中小型企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)采用的是間歇式工藝法。但隨著(zhù)環(huán)保節能的要求越來(lái)越迫切，半連續工藝法以及連續工藝法的應用已開(kāi)始實(shí)施并具有顯著(zhù)的產(chǎn)業(yè)化應用價(jià)值。
化學(xué)名稱(chēng):3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷
外觀(guān):淺黃色至棕色透明液體
分子式: C15H17ClN2 CAS No.: 55347-69-8
3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷是與固體MOCA的化學(xué)結構,物理性能類(lèi)似的產(chǎn)品,它有著(zhù)常溫呈液體,反應速度比固體MOCA快,且安全性比固體MOCA優(yōu)良的特點(diǎn)。此特點(diǎn)為其使用,在工藝上、環(huán)境安全上提供了諸多有利條件與因素。本品所含二胺可廣泛的應用在聚脲-聚脲類(lèi)制品的生產(chǎn)中作為擴鏈劑、固化劑使用,且制品性能更優(yōu)異。
3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷主要用途
主要用作TDI系列聚氨酯-聚脲彈性體制品的擴鏈劑/固化劑。特別是在澆注彈性體的制備中有著(zhù)廣泛的使用。本品可以作為聚氨酯涂料、膠粘劑、密封劑、微孔彈性體、聚脲噴涂材料等的固化劑使用。本品也是環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)良固化劑.
間歇式工藝技術(shù)是目前常用的生產(chǎn)工藝，其工藝過(guò)程分為三步:
(1)由多元醇，含親水基或者含預親水基團的多元醇與過(guò)量異氰酸酯在合適的催化劑下催化制得預聚物。在制備過(guò)程中可以加入適量的溶劑稀釋?zhuān)鸬浇档宛ざ鹊淖饔?，常用的溶劑有丙酮和NMP等。
(2)在反應罐中加入中和劑，得到離子型預聚物。然后將離子型預聚物加入到含有水分散體聚氨酯擴鏈劑的水中，在劇烈攪拌的情況下進(jìn)行擴鏈和分散乳化作用。
(3)低壓下繼而脫除溶劑、脫氣后得成品。
工藝優(yōu)點(diǎn)：間歇式工藝設備簡(jiǎn)單，易于調控。
工藝缺點(diǎn)：
(1)合成工藝中需要高能剪切攪拌器，對設備要求較高，消耗大量的能量。
(2)因分散液并非立即形成，需保持較長(cháng)時(shí)間，后果是在高剪切力作用下，異氰酸酯難免與水反應，對分散液性能起負面影響，并導致分散液性能的致命變差。
(3)工藝中需要加入較多的溶劑使得脫除溶劑工序消耗較多的能量，且對成品的外觀(guān)有一定的影響。
(4)基本是適用小規模生產(chǎn)，但各批次產(chǎn)品質(zhì)量可能有差異，產(chǎn)品質(zhì)量穩定性差。
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