結晶性水性聚氨酯擴鏈劑
以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、二羥甲基丙酸(DMPA)和結晶性水性聚氨酯擴鏈劑等為主要原料合成了結晶性水性聚氨酯(WPU)乳液，通過(guò)DSC、POM、透光率/霧度分析，研究了結晶性水性聚氨酯擴鏈劑種類(lèi)對水性聚氨酯膠膜結晶性的影響。
研究表明，結晶性水性聚氨酯擴鏈劑結構的規整性對聚氨酯的結晶度和結晶速度有重要影響，含對稱(chēng)側基的結構規整擴鏈劑制備的WPU具有較高的結晶度和結晶速度;乙二胺可以提高聚氨酯的成核速度但不利于晶體生長(cháng)，結晶速度增快，結晶度降低。
關(guān)于小型工藝合成水性聚氨酯有很多文獻報道。在國內，對合成過(guò)程有較具體的分析。如根據中和劑的加入方式，分為前中和工藝后中和工藝。根據聚氨酯擴鏈劑加入的方式分為后擴鏈工藝和同步擴鏈工藝。
另外對實(shí)驗室制備水分散體系過(guò)程中的一些參數，如親水單體種類(lèi)和含量、中和度、分散工藝等也做了較多的工作。對于聚氨酯擴鏈劑加入的方式，楊清峰等發(fā)現前中和工藝較穩定，需要的能量較少。
聚氨酯擴鏈劑加入的方式中在后中和工藝采用三乙胺先分散到水中，由于兩者相容性不好，使預聚體上的羧基離子化程度不高，從而需要加入較多的水才能發(fā)生相轉移進(jìn)行擴鏈，最終固含量較低。同時(shí)比較兩種擴鏈方式發(fā)現后擴鏈方法工藝得到乳液有的較好的貯存穩定性和涂膜機械性能和耐水性。
同時(shí)配方中胺類(lèi)擴鏈劑加入過(guò)多，和劉林等研究聚脲體系凝膠時(shí)間的因素一樣，聚氨酯中脲基的成分增加也使得滯留時(shí)間發(fā)生變化。
JongYoonJang等認為在擴鏈過(guò)程NCO/OH摩爾比很大程度決定了分子量和力學(xué)性能。并且發(fā)現NCO/OH摩爾比增大，重均分子量增大，力學(xué)性能也得到很大的提高。在乳化過(guò)程中發(fā)現快速加水乳化時(shí)所得乳液的乳膠粒子的粒徑呈現雙峰分布。
產(chǎn)品名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯（PU）擴鏈劑和環(huán)氧樹(shù)脂（EP）固化劑。能改善制品的機械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體（CPU）、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯（TPU）。EP領(lǐng)域適用于加工、預浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹(shù)脂固化劑。
水性聚氨酯連續制備工藝進(jìn)展。本課題組在合成水分散體聚氨酯中，采用特殊的復合剪切乳化分散工藝。把中和過(guò)程中的第一步混合放在靜態(tài)混合器中，第二步將混合物放在動(dòng)態(tài)混合器中，動(dòng)靜混合方式結合制備出具有穩定核殼結構的水性聚氨酯。
同時(shí)，對水性聚氨酯的相轉變過(guò)程的分析，較好的符合目前普遍認可的三階段模型。L.K.Saw等描述了水加到離子型聚氨酯相轉變的過(guò)程，結合掃描電鏡和光學(xué)微觀(guān)結構的分析，用力矩轉變測試和傳導性能的測試清晰地表達了相轉變過(guò)程。對合成聚氨酯時(shí)在水中發(fā)生的膨脹效應及相關(guān)的工藝參數有很大的指導意義。
另外嘗試采用含有羧基和磺酸基復合水性單體體系，分別在預聚體合成工藝的聚合階段和擴鏈階段加入，從而使離子基團在大分子中的分布更均勻，有利于預聚體的分散和提高貯存穩定性。
連續過(guò)程本身短的滯留時(shí)間大大減小了水和異氰酸酯的反應機會(huì )，而且二胺將與異氰酸酯充分反應，從而避免擴鏈劑的過(guò)量加入。利用連續分散法得到的水性聚氨酯乳液粒徑平均在100nm~200nm之間，穩定性較批量加料法高。
在水分散體系聚氨酯的制備工藝中，國內外已經(jīng)取得很大的發(fā)展，但水性聚氨酯的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化還需從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步探討和研究。
(1)對聚合工藝的機理進(jìn)一步精細研究，如對相轉變的研究，目前比較公認的是三階段轉變過(guò)程。對各種參數精細的調節和隨之產(chǎn)生的相結構組成的變化，弄清楚了對實(shí)際生產(chǎn)有很大的指導意義。又如對聚氨酯乳液粒徑分布的研究，設計適度的粒徑分布能有效地提高乳液的固含量和穩定性能。
(2)對工藝過(guò)程的可控調節方面，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)完善:1可以繼續研究擴鏈劑的加入方式:如何保證體系穩定情況下，多次分批加入擴鏈劑，提高分子量。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
http://www.2cdigitalleads.com
