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高固含量聚氨酯親水?dāng)U鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-31 15:35:56 |
以聚(四氫呋喃2co2氧化丙烯)二醇(Ng210)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為原料，添加高固含量聚氨酯親水?dāng)U鏈劑制得了高固含量聚氨酯乳液。分析了DHPA含量對乳液及膠膜性能的影響。
結(jié)果表明:隨著高固含量聚氨酯親水?dāng)U鏈劑含量的增大，膠粒平均粒徑逐漸減小，多分散性變窄，固含量不斷增大，當(dāng)高固含量聚氨酯親水?dāng)U鏈劑含量為6%時(shí)，乳液的固含量最高達(dá)59%。;隨著高固含量聚氨酯親水?dāng)U鏈劑含量的繼續(xù)增大，膠膜的拉伸強(qiáng)度逐漸增大，斷裂伸長率先增大后減小，而膠膜的熱穩(wěn)定性沒有明顯變化。
水性聚氨酯(WPU)具有不燃、無毒、不污染環(huán)境、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于輕紡、皮革加工、涂料、木材加工、建筑、造紙、印染和膠粘劑等行業(yè)。但傳統(tǒng)水性聚氨酯乳液固含量低(小于40%)，導(dǎo)致干燥成膜速度慢，自增稠性差，初黏力低等，嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用推廣 。文章以自制的1，22二羥基2 32丙磺酸鈉DHPA作為親水?dāng)U鏈劑，采用自乳化法制備高性能聚氨酯乳液，該乳液固含量高達(dá)59%。
異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI):工業(yè)品，進(jìn)口; 聚(四氫呋喃2co2氧化丙烯)二醇(Ng210):Mn=1000，工業(yè) 品，進(jìn)口; 1，22二羥基232丙磺酸鈉(DHPA):純度大于95%，自制;N2甲基222吡咯烷酮(NMP):分析純;二正丁胺:分析純; 二月桂酸二丁基錫:Sn含量19%，分析純，進(jìn)口。
APARTMS/PU乳液的制備。將一定量的Ng210，于110e真空脫水2h，冷卻到30e通入氮?dú)?，加入一定?jì)量的IPDI和少量催化劑，升溫到70~75e反應(yīng)至w(NCO，異握酸酯基團(tuán))U3%，用二正丁胺滴定法判斷反應(yīng)終點(diǎn)。
降溫至60e，將DHPA按照一定的質(zhì)量配比溶解在少量的NMP中，然后向體系中緩慢加入NMP溶液，于70e反應(yīng)115h。再將反應(yīng)體系降溫至30e，并向體系中慢慢加入一定量的去離子水，于劇烈攪拌的條件下進(jìn)行乳化，即得水性聚氨酯微乳液。
產(chǎn)品名稱：4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(脂肪胺固化劑擴(kuò)鏈劑PACM,HMDA)
分子式：C13H26N2
產(chǎn)品描述：PACM（4,4-二氨基二環(huán)己基甲烷）為一種無色透明至微黃色的脂環(huán)族二元伯胺，有胺味，可溶于其他溶劑。
活潑氫當(dāng)量：52.5
分子量：210.3
CAS: 1761-71-3
4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(脂肪胺固化劑擴(kuò)鏈劑PACM,HMDA)用于制備環(huán)境友好且透明的脂肪族異氰酸酯，是氨基甲酸酯、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、用于紡織、造紙、人造革，也可用于染料、醫(yī)藥中間體。
結(jié)構(gòu)表征與性能測試。隨著剪切速率的增加，表觀黏度開始劇烈下降，隨后變得緩慢，逐漸趨于平穩(wěn)，即高固含量WPU乳液存在/剪切變稀0行為，說明該乳液具有假塑性流體的特征。
不同DHPA含量時(shí)乳膠粒子的電鏡照片中乳膠粒子的粒徑較大且膠粒大小很不均勻,粒子之間間隙很大,粒子間基本沒有明顯的粘并現(xiàn)象。粒子粒徑明顯減小,而且粒子較密集,單位體積粒子數(shù)目顯著增多。
在這兩者共同運(yùn)動(dòng)的作用下，使弱親水基團(tuán)和水分子以氫鍵的作用相互作用，形成更多的親水中心，有利于乳液的穩(wěn)定性，但是乳液黏度將會增大。同時(shí)，如果將乳液液滴看成是固相的話，如果其溶脹體積過大，將會不利于乳液的穩(wěn)定性。具體情況還有待于進(jìn)一步研究說明。
酸、堿處理后力學(xué)性能的變化：酸、堿處理后乳膠膜的力學(xué)性能保持率是衡量聚氨酯防水涂料的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)酸、堿處理后，2號乳膠膜的延伸率比1號低，拉伸強(qiáng)度比1號高。但是2號經(jīng)酸、堿處理后的延伸率和拉伸強(qiáng)度都能滿足80%保持率的要求。
由于擴(kuò)鏈劑bpa中含有剛性憎水基團(tuán)苯環(huán)，而deg中含有柔性親水基團(tuán)—o-，所以2號試樣乳液的平均粒徑比1號試樣的大，分布寬;2號乳膠膜比1號的吸水率小，且在48h后已基本趨于飽和;拉伸強(qiáng)度高，延伸率低;而且2號經(jīng)酸、堿處理后的拉伸強(qiáng)度和延伸率都能滿足聚氨酯涂料標(biāo)準(zhǔn)的要求。在此基礎(chǔ)上制得的水性聚氨酯涂料的拉伸強(qiáng)度為9.09mpa，延伸率為453%;酸、堿處理后的拉伸強(qiáng)度和延伸率分別為7.41mpa、8.36mpa和479%、429%。
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