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陽離子聚氨酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2018-5-14 15:45:38 |
用于轉(zhuǎn)移鍍鋁的水性陽離子聚氨酯樹脂及其制備方法，是通過預(yù)聚合，使聚酯多元醇或聚醚多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體;然后進(jìn)行擴(kuò)鏈，即加入陽離子聚氨酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑單體，增加樹脂分子量及引入可以離子化的基團(tuán);再進(jìn)行中和及乳化，使樹脂陽離子化后分散到水中。
采用陽離子聚氨酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑，用酸中和陽離子聚氨酯預(yù)聚體，避免了三乙胺的VOC問題，無污染，是環(huán)境友好的;而且通過調(diào)整聚氨酯軟硬段的比例及加入陽離子聚氨酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑，改善了其剝離性和耐熱性。
合成聚氨酯防水涂料的聚醚多元醇可采用單一官能度，也可將不同官能度聚醚多元醇復(fù)合使用。根據(jù)生產(chǎn)雙組份聚氨酯防水涂料的經(jīng)驗，最好采用二官能度和三官能度的聚醚復(fù)配使用，適當(dāng)控制二者比例，對提高產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均有好處。另外，對于環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料來說，親水聚醚多元醇在該體系中發(fā)揮很好的作用。
本實驗采用親水聚醚多元醇PB-9224，它在水固化聚氨酯涂料成膜反應(yīng)中作為主原料參與交聯(lián)反應(yīng)，也作為一種新型的表面活性劑，增強(qiáng)各組分之間，特別是固化劑水與其它組分的相容性，進(jìn)而提高聚氨酯涂料的成膜性。其它組分不變，通過增加親水聚醚多元醇PB-9224的用量來代替聚醚多元醇DDL-2000D的量，考察其對環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料性能的影響。
隨著親水聚醚多元醇PB-9224用量的增加，環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料的斷裂伸長率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，而拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和—NCO含量逐漸增大;因親水聚醚多元醇PB-9224的分子質(zhì)量大、官能度高，而聚醚多元醇DDL-2000D的分子質(zhì)量小、官能度低，在計算—NCO含量時，隨著PB-9224用量增加，DDL-2000D用量減少，致使—NCO的含量增大。
原因之一，當(dāng)—NCO含量增加時，涂料的固化交聯(lián)密度增大，剛性鏈段增加，極性基團(tuán)增多，易于形成氫鍵，使得涂膜的拉伸強(qiáng)度提高，斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度也增大;而當(dāng)—NCO含量增大到一定值時，反應(yīng)密度增加，拉伸強(qiáng)度較高，分子鏈長變短，且剛性基團(tuán)的增加限制了分子鏈在拉伸過程中的運動，致使涂料的斷裂伸長率降低，而撕裂強(qiáng)度提高。
甲基環(huán)己二胺(脂環(huán)胺類固化劑擴(kuò)鏈劑HTDA)是一種帶側(cè)甲基的脂環(huán)胺單體，是一支新型的脂環(huán)胺類環(huán)氧樹脂固化劑。
該產(chǎn)品可單獨用作固化劑，還可與其他普通環(huán)氧固化劑（如：脂肪胺，脂環(huán)胺、芳香胺、酸酐等）或通用促進(jìn)劑（如：叔胺、咪唑）混合使用，在寬廣的溫度范圍類固化環(huán)氧樹脂，適用于復(fù)合材料、涂料、膠粘劑和地坪等領(lǐng)域;可用于聚酰胺、聚酰亞胺等有機(jī)合成;可用于聚氨酯做胺類擴(kuò)鏈劑，與異氰酸酯基形成脲鍵，提高產(chǎn)品的綜合性能。
另外，—NCO含量的增大使得—NCO與H2O反應(yīng)過程中產(chǎn)生的CO2的密度增加，導(dǎo)致CO2逸出率小于CO2生成率，極易使涂膜的表面和截面產(chǎn)生氣泡，進(jìn)而斷裂伸長率降低。
原因之二，適當(dāng)添加高官能度親水聚醚PB-9224，可同時提高拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，但用量過多，涂料固化后會形成過多的物理交聯(lián)點，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度較高，強(qiáng)度較高，延伸率降低，而低官能度聚醚DDL-2000D可使高聚物中線性結(jié)構(gòu)比例大，柔韌性較好，強(qiáng)度較低。
原因之三，親水聚醚PB-9224可降低物質(zhì)表面張力，增強(qiáng)體系中各個組分的相容性，特別是在有水參與的反應(yīng)中，可提高涂料成膜均勻性，最終提高涂膜性能。
根據(jù)以上分析，配方中其它組分不變，當(dāng)親水聚醚PB-9224的質(zhì)量份為20，—NCO含量為4.5%時，制備涂料的成膜性能最佳，拉伸強(qiáng)度為3.2MPa，斷裂伸長率為890%，撕裂強(qiáng)度為19N/mm，符合GB/T19250—2013的要求。
氣體吸收劑對防水涂料性能的影響。氣體吸收劑用來吸收—NCO與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體，若不吸收，會使涂膜內(nèi)部和表面產(chǎn)生大量的氣泡和針眼，影響涂膜的外觀和性能。另外，氣體吸收劑吸收效率也受到顆粒大小和添加量的影響，吸收劑的顆粒越小，在體系中分散越好，越利于吸附氣體，進(jìn)而提高吸收的效果。
選用2000目的氣體吸收劑HHJ-1，其粒徑小(6.5μm)，吸收效率高。配方中PB-9224、FMBA的質(zhì)量份分別為20、0.8，其它組分不變，考察氣體吸收劑HHJ-1的用量對環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料的性能影響。
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固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
