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聚氨酯的親水性擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-3-17 13:30:06 |
聚氨酯的親水性擴鏈劑指能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團的擴鏈劑，它是水性聚氨酯制備中使用的水性化功能單體。
陰離子型聚氨酯的親水性擴鏈劑中帶有羧基、磺酸基等親水基團，結(jié)合有此類基團的聚氨酯預聚體經(jīng)堿中和離子化，即呈現(xiàn)水溶性。
常用的陰離子型聚氨酯的親水性擴鏈劑有：二羥甲基丙酸(dimethylol propionic acid， DMPA)、二羥甲基丁酸(dimethylol butanoic acid ，DMBA)、1，4-丁二醇-2-磺酸鈉。目前陰離子型水性聚氨酯合成的水性單體主要選用DMPA，DMBA活性比DMPA大，熔點低，可用于無助溶劑水性聚氨酯的合成，使VOC降至為0，其應用應引起重視。
DMPA、DMBA為白色粉末，使用方便。和陰離子水性聚氨酯顯著不同，在合成叔胺型陽離子水性聚氨酯時，先是在聚氨酯鏈上引入叔胺基團，再進行季叔胺鹽化(中和)。而季胺化工序較為復雜，這是陽離子水性聚氨酯發(fā)展落后陰離子水性聚氨酯的原因之一。
陽離子型水性單體有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、雙(2-羥乙基)苯胺(BHBA)、雙(2-羥丙基)苯胺(BHPA)等。
國外對利用不同叔胺化合物合成陽離子水性聚氨酯的研究較為深人，而國內(nèi)大多數(shù)采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
非離子型水性聚氨酯的水性單體主要選用聚乙二醇二醇，數(shù)均相對分子質(zhì)量通常大于1 000。 水性單體品種、用量對水性聚氨酯的性能具有非常重要的影響。其用量越大，水分散體粒徑越細，外觀越透明，穩(wěn)定性越好，但對耐水性提高有副作用。
因此在設計合成配方時，應該在滿足穩(wěn)定性的前提下，盡可能地降低水性單體的用量。應該注意，近年來，出現(xiàn)了一些水性聚酯也可以用于WPU的合成。
化學名稱：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
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TDI和MDI體系的擴鏈劑，也可作為環(huán)氧樹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(xiàn)場加工。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。
水性聚氨酯預聚體制備時黏度較大，為方便傳質(zhì)、傳熱，尤其是后期的乳化，必須加入適當?shù)娜軇?。國?nèi)常用的溶劑為丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺，國外主要用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，使用丙酮、丁酮時，分散完成后應予脫除，使工藝比較復雜。
而使用N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)時，若單體選擇、配方設計恰當，預聚體黏度較低，控制好其用量，VOC值可以達標，可不予脫除，而且NMP的少量存在還可以起到成膜助劑的作用，提高涂料施工性能。使用DMBA、TMXDI可以合成零VOC的水性聚氨酯分散體。
水性聚氨酯原料繁多，配方多變，制備工藝也各不相同，為方便研究、應用，常對其進行適當分類。
以外觀分：水性聚氨酯可分為聚氨酯水溶液、聚氨酯水分散體和聚氨酯乳液。
以親水性基團的電荷性質(zhì)(或水性單體)分：水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型產(chǎn)量最大、應用最廣。陰離子型水性聚氨酯又可分為羧酸型和磺酸型兩大類。
近年來，非離子型水性聚氨酯在大分子表面活性劑、締合型增稠劑方面的研究越來越多。陽離子型水性聚氨酯滲透性好，具有抗菌、防霉性能，主要用于皮革涂飾劑。
以合成用單體分：水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分為芳香族、脂肪族、芳脂族和脂環(huán)族，或具體分為TDI型、IPDI型、MDIX型，等等。
芳香族水性聚氨酯同溶劑型聚氨酯類似具有明顯的黃變性，耐候性較差，屬于低端普及型產(chǎn)品；脂肪族水性聚氨酯則具有很好的保色性、耐候性，但價格高，屬于高端產(chǎn)品；芳脂族和脂環(huán)族的性能居于二者之間。
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