將二羥甲基丙酸（dmpa）擴鏈劑胺化后作為水性聚氨酯分散體擴鏈劑成功制備出不含N－甲基吡咯烷酮（NMP）和有機錫的聚氨酯水分散體（PUD），研究了水性聚氨酯分散體擴鏈劑對PUD制備過(guò)程及乳液性能的影響，并對涂膜結構和性能進(jìn)行了表征。

結果表明：水性聚氨酯分散體擴鏈劑胺化工藝不僅可以避免使用NMP和有機錫催化劑，而且可得到性能優(yōu)異的PUD。該工藝簡(jiǎn)單，具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。

隨著(zhù)人們環(huán)保和節能意識的增強，特別是各國環(huán)保法對涂料體系中揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量的嚴格限制，促進(jìn)了水性聚氨酯的發(fā)展。與溶劑型相比，水性聚氨酯具有生產(chǎn)、運輸和使用安全，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在涂料、粘合劑和皮革涂飾劑等方面得到廣泛應用。

采用自乳化方法合成水性聚氨酯是通過(guò)在PU主鏈上引入羧酸鹽或磺酸鹽等親水基團來(lái)實(shí)現的。常用二羥甲基丙酸（dmpa）擴鏈劑胺化后的親水擴鏈劑低溶解度、高熔點(diǎn)，使得在合成過(guò)程中需采用N－甲基吡咯烷酮（NMP）和N， N－二甲基酰胺（DMF）等有機溶劑來(lái)溶解。

NMP和DMF均為有害和有毒副作用的溶劑，且沸點(diǎn)高，反應后不易脫除，所以迫切需要一種無(wú)毒無(wú)害的良溶劑或一種新工藝來(lái)解決dmpa溶解難的問(wèn)題。 對于脂肪族PUD的合成，需添加有機錫催化劑來(lái)提高反應速度，縮短反應時(shí)間。

2010年歐盟對水性聚氨酯中常用的有機錫催化劑作出了更嚴格的限制。為此，一些研究者報道了不含NMP和有機錫的水性聚氨酯的制備研究，包括（1）用目前未被禁止使用的N－乙基吡咯烷酮（NEP）代替NMP制備無(wú)NMP的水性聚氨酯 （2）用二羥甲基丁酸（dmba）代替 dmpa作親水擴鏈劑制備出了性能更優(yōu)的水性聚氨酯，但dmba成本高，限制了其應用。



化學(xué)名稱(chēng)：聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000

分子量：1238

CAS No.：54667-43-5

聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途：

聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000為液體，因此可在室溫下與預聚體混合，澆注和硫化，它可作為T(mén)DI和MDI體系的擴鏈劑，也可作為環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的柔性改性劑。應用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系，由于它的易加工性，決定了它特別適用于現場(chǎng)加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比，不僅操作工藝簡(jiǎn)單，而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低，這也是該擴鏈劑的一大特點(diǎn)。


通常將不含有乳化劑的聚氨酯分散體叫水性聚氨酯分散體，或聚氨酯分散液。其粒徑在0.001-0.1μm，外觀(guān)半透明，可通過(guò)內乳化或自乳化法制得。

采用帶有成鹽親水基團的物質(zhì)與預聚體的--NCO基團反應生成親水的聚氨酯鹽，這種聚氨酯鹽不用加入乳化劑，經(jīng)攪拌可直接分散于水中得到半透明分散體。根據聚氨酯分子中所引入的親水基團的不同，又可將其分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型。

在成膜過(guò)程中水分逐漸被排除，其分子鏈間及離子基團間呈有規律的排布，不但存在靜電作用和氫鍵力，而且分子之間還發(fā)生交聯(lián)反應，形成網(wǎng)絡(luò )結構。由于沒(méi)有乳化劑的存在，這些粒子對機械攪拌、加熱或稀釋的敏感性不大，耐電解質(zhì)；膠膜牢固且富有彈性，粘附力強。

水性聚氨酯分散體（PUDs）含有極低或不含任何揮發(fā)性有機物（VOC），而且為配方設計師提供了多種減少和消除溶劑配方的選擇。同時(shí)這種基于聚氨酯分散體技術(shù)的配方也符合許多國家和地區日益嚴格的環(huán)境法規。

向聚氨酯分散體技術(shù)的轉型不會(huì )影響傳統配方的技術(shù)性能，因為聚氨酯分散體也能滿(mǎn)足傳統配方絕大部分的技術(shù)要求。

聚氨酯分散體如此獨特，低溶劑用量（或者在很多種情況不含溶劑）；氣味??；分子量大，粘度低；單組分（1K）應用可有多種選擇；低溫干燥；優(yōu)異的聚氨酯性能。

聚氨酯分散體，在木器、水泥、金屬、塑料、紙張、紡織品和橡膠以及其它高性能基材上具有卓越的涂覆性和附著(zhù)性。

此揮發(fā)性有機物（VOCs）在涂料工業(yè)上的大量使用，讓人們越來(lái)越關(guān)注這些物質(zhì)對環(huán)境造成的影響。許多國家和地區的環(huán)境權威部門(mén)已經(jīng)加強對VOC水平的限制，同時(shí)制定法律限制某些溶劑（如NMP）的使用。這些限制希望在將來(lái)變得會(huì )越來(lái)越嚴格。

配方設計師們目前所面臨的挑戰就是在不降低技術(shù)性能，并保證產(chǎn)量的基礎上，開(kāi)發(fā)出可替換的分散體體系。

文章版權：張家港雅瑞化工有限公司

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