1.聚氨酯的合成方法,和水性聚氨酯相关的论文
水性聚氨酯的合成与改性研究*摘 要:对水性聚氨酯的合成方法作了介绍,综述了几种水性聚氨酯改性的方法,并展望了其发展趋势。
关键词:水性聚氨酯;合成;改性聚氨酯是聚氨基甲酸酯(Polyurethane)的简称,一般定义为在分子结构中含有重复的氨基甲酸酯单元(—NHCOO—)的高分子聚合物的总称[1]。水性聚氨酯是以水作为分散剂替代有机溶剂发展起来的新兴高分子材料,其特殊的分子结构及聚集状态,使其具有优异的耐磨蚀、柔韧性、附着力和耐化学品性等性能,其所形成的涂膜机械性能好、耐磨性好、硬度高、耐水、耐化学、耐老化等优异性能,可广泛应用于轻纺、印染、皮革加工、涂料、粘合剂、木材加工、建筑和造纸等[2~4]。
水性聚氨酯将聚氨酯的优点与水性本身的低挥发性有机化合物(VOC)含量相结合,符合发展涂料工业的“三前提”(资源,能源,无污染)及“四E原则”(经济Economy,效率Efficiency,生态Ecolo-gy,能源Energy)和日益强化的时代要求相适应。全球水性聚氨酯(WPU)技术已进入一个重要时期,目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展,并广泛应用于与人们生活息息相关的各个领域[5,6]。
1 水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的制备方法可分为外乳化法和自乳化法两种。外乳化法又称强制乳化法,该方法是指将一定分子量的聚氨酯预聚体或预聚体溶液加入乳化剂,在强力搅拌下,将其分散于水中,制成相应的聚氨酯乳液或分散体。
这是早期制备水性聚氨酯的方法。外乳化法制备的聚氨酯乳液粒径较大,一般大于0.1μm,外观白浊,储存稳定性较差,由于使用较多的乳化剂,使得产品的成膜性不良,并影响胶膜的耐水性、强度、韧性和粘接性。
自乳化法又称为内乳化法,是指聚氨酯链段中含有亲水性成分,因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。比较而言,用外乳化法制备的乳液中,残存的亲水性小分子乳化剂会影响固化后聚氨酯胶膜的性能,而自乳化可消除此弊病。
自乳化法分为:(1)丙酮法(2)预聚体法(3)熔融分散法(4)酮亚胺-酮连氮法。1.1 丙酮法丙酮法是由德国Bayer公司的Dieterich[7]研究成功的。
也称为“溶液法”,此法是先制得含—NCO端基的高粘度预聚体,加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶易于回收的溶剂以降低粘度,增加分散性,同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量,然后用亲水单体进行扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散于水中,乳化后减压蒸馏回收溶剂,即可制得聚氨酯(PU)水分散体系。
反应的整个过程中,关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。由于丙酮对PU的合成反应表现为惰性,与水可混溶且沸点低,因此在此法中多用丙酮作溶剂,故名“丙酮法”。
该工艺的优点是合成反应在均相体系中进行,易于控制,适用性广,结构及粒子大小可变范围大(0.03~100μm),产品质量好,容易获得所需性能的PU,是目前用得最多的制备方法之一。缺点是耗用大量有机溶剂,工艺复杂,成本高,效率低,不够经济,且安全性差,不利于工业化生产。
1.2 预聚体法预聚体法是近年来发展起来的,它是将水性单体引入到预聚物链中,制成亲水性的聚合物链,得到亲水改性的端—NCO基聚氨酯预聚体,由于预聚体的分子量不是太高,粘度不大,可不加溶剂稀释,或仅需在水中以少量溶剂稀释就能在剪切力作用下分散于水中。在乳化的同时进行扩链反应,并且也可在乳化的同时在水中加入成盐剂(碱或酸)将羧基或胺基中和为强亲水性的离子基团,以制得稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
分散过程必须在低温下进行,以降低—NCO与水反应活性,参与反应的水相当于扩链剂,再用反应活性高的二胺或三胺在水中进行扩链,可较快地进行链增长反应,生成高分子量的水性聚氨酯。预聚体粘度的控制十分重要,否则分散将很困难,为了便于剪切分散,预聚体的分子量不能太高,粘度高则乳化困难,粒径大,乳液稳定性差,预聚体分子量太小,则—NCO基团含量高,乳化后形成的脲基多,成膜后偏硬。
此方法适合于低粘度预聚体,即由脂肪族和脂环族多异氰酸酯制备的预聚体。该方法可以得到稳定的自乳化聚氨酯乳液,且该方法工艺简单,无需耗费大量的丙酮。
1.3 融熔分散法熔融分散缩聚法又称熔体分散法、预聚体分散甲醛扩链法,是一种制备水性聚氨酯的无溶剂分散法。用聚酯或聚醚二元醇、含叔氮原子化合物及二异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体,用脲终止形成缩二脲基团,并加入氯代酸胺在高温熔融状态继续反应,进行季氨化。
双一缩二脲离聚物是亲水的,在高温下加水分散即得水乳液,然后再与甲醛水溶液在均相中发生羟甲基化反应,生成甲基一缩二脲聚氨酯齐聚物,最后通过降低体系的pH值或温度,在分散相之间发生缩聚反应,生成高分子量水性聚氨酯乳液。熔融分散法不需要有机溶剂,工艺简单,易于控制,配方可变化性较大,不需特殊设备即能进行工业化生产,很有发展前途。
但分散过程需大功率搅拌器,缩聚反应温度高,生成的水分散体为支链结构,分子量较低。
2.水性聚氨酯的发展前景
水性PU在纺织和印染助剂方面的应用越来越广泛。如用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等,可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
水性PU也广泛用于石油破乳剂,造价低、破乳效果好、速度快、无毒、使用方便。
此外,在聚氨酯主链上接枝多氟烷基,即可制作优良的防水、防油、防污剂;在其主链上接枝卤素、磷等元素,也可制成优良的阻燃整理剂。 水性聚氨酯具有非常多的优点,所以被广泛应用在:涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例:涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能,提高档次,增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固,涂层的物理性能优异,可大大提高成革的等级,为此受到高度重视和广泛的关注。
我们将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去,通过工程师的对比试验发现,可解决水性PU和油性PU产品存在的种种问题。 一、粘合剂:
该系列产品为改性有机硅交联剂,可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性,从而相应提高涂饰性和附着力,同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。
二、润湿剂:
该系列产品设计用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性,同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。
三、匀孔剂:
该系列产品主要用于增进涂层的成肌性,从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基,可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。
四、流平剂:
该系列产品可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性;干法工艺中,提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。
五、泡孔调节剂:
该系列产品设计用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制,泡孔结构丛竖长型到均一圆孔型。
同时还有消泡作用,提供光洁的表皮层或贝斯层。
六、PU树脂改性剂:
该系列产品含有活性基团,为聚醚封端或者羟基封端的有机硅改性剂,可直接参与浆料合成反应,也可作为功能性添加剂添加,赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性,更好的低温挠曲性,更好的防粘性,更高的耐磨性,优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。
3.大三毕业了,要写论文求大神解答什么是聚氨酯地坪材料啊
高性能聚氨酯改性防腐自流平材聚氨酯地坪油漆是在双组份、反应型聚氨酯类材料的基础上,引入经表面修饰的纳米材料,使其结构、组成均发生一定的变化,引起了聚氨酯材料性能的改变。
诸如附着力、耐冲击韧性、涂料漆膜表面的致密性及耐各种化学介质的侵蚀性均有较大的提高,从而为解决现有工业地坪存在的各种问题提供了可能的条件。所形成的防腐漆涂膜具有优异的物理性能,例如硬度,附着力,耐磨性,耐酸性以及耐溶剂性能等均非常好。
聚氨酯涂料耐热性能是其他一些涂料所不能比的。此外,聚氨酯氟碳漆的涂膜光亮丰满,装饰效果非常好。
因而,高质量的聚氨酯涂料(特别是双组分型)是目前常用的家用涂料和现场涂装的地面涂料中档次最高的涂料品种。
4.如何提高双组分水性聚氨酯木器涂料的性能论文.pdf
是水性涂料。
双组份聚氨酯防水涂料是以含有二异氰酸酯的聚氨酯预聚体A组份和含有防老剂、硫化剂、催化剂等多种助剂混合反应而成的B组份,按一定比例配合,经固化后形成整体而富有弹性的双组份高分子防水涂膜。
适用范围
◎ 各类地下建筑物的底板及内外墙防水。
◎ 地铁、隧道、通道、井坑、水池、天沟、厕浴间等。
◎ 伸缩缝、施工缝、变形缝等。
◎ 混凝土、钢、石棉制品等结构的平屋面、坡屋面、种植屋面等。
◎ 可作防腐地坪、防腐池及管道外防腐。
施工要点
◎ 施工基面要求平整、干净、无破损,无尘土、无油污。
◎ 配 料:按照A组份:B组份=1:2的比例,先把A组份放入容器内随后加入B组份,并搅拌均匀后即可使用。
◎ 为隔断基层潮气,提高基层与涂膜的粘接强度,可涂布一层基层处理剂。
◎ 施工时用橡胶刮板将混合的涂料在垂直两个方向上均匀涂刮于基面上,涂膜厚一般为1.5~2.0mm,分2~3遍进行,时间间隔以手触不粘为准。
◎ 为增加防水层及保护层之间的粘结力,在最后一道涂层尚未固化前,在其表面撒上粗砂或细石米,可加强保护层和防水层之间的粘结。
◎ 其它:角部接缝处一定要涂刷均匀、饱满,薄弱部份加贴玻纤布等以增加强度。
5.水性聚氨酯
原发布者:Demonnnnnnnnnn
水性聚氨酯涂料的研究进展及其应用主讲人:王长坤导师:梁亮引言引言进入21世纪初,环境保护愈发受到世人的关注。溶剂型涂料含有大量的挥发性有机溶剂(VOC),在使用的过程中排入大气,不仅破坏环境,危害健康,同时也浪费资源能量。随着国际范围内的能源紧张和资源保护法进一步苛刻,VOC的排放量进一步受到限制。在这样一个背景下,水性PU就作为涂料而言,不仅在制作过程中不使用溶剂,施工中不排放有机溶剂而且完全符合国际4E原则,因而水性PU的发展,呈现出极为良好的前景。溶剂型在下降,水性涂料在上升水性聚氨酯1.1聚氨酯概述1.2水性聚氨酯1.3水性聚氨酯的合成1.4水性聚氨酯的应用1.5前景1.1聚氨酯的简介聚氨酯的结构它由多异氰酸酯(如,二异氰酸酯OCN-R-NCO)与多元醇(如,二元醇HO-R-OH)聚合而成,其中氨基甲酸酯链段是重复的结构单元。聚氨酯结构中具有类似酰胺基团及酯基团的结构,因此,聚氨酯的化学与物理性质介于聚酰胺和聚酯之间。—[-CO-NH-R-NH-CO-OR-O-]n—1.2水性聚氨酯水性聚氨酯(,简称WPU)是以水为介质或者分散于的二元胶态体系。聚氨酯粒子分散于连续的水相中,也称之为水性PU或水基PU。它具有无毒,不易燃烧,不污染环境,节能,安全可靠,不易损伤被涂饰表面,易操作和改性等优点。1.2.1水性聚氨酯的分类外观分类•水性聚氨酯可分为聚氨酯水
6.水性聚氨酯防腐涂料的研究现状怎么样
[1]。
因此研究金属的腐蚀防护方法以控制金属的腐蚀,减少腐蚀造成的损失,对于创建资源节约型社会来说具有重要的科学意义。防止金属腐蚀的方法很多,如金属选材、阴极保护、采用金属保护层、采用缓蚀剂及采用防腐涂料等。
在所有的防腐措施中,采用防腐蚀涂料是应用最广泛、最经济、最方便的一种方法。 采用涂料防腐蚀具有许多优点,如施工方便、适用性广、涂层的维护和重涂容易、成本及施工费用较低等[2]。
????在众多的防腐蚀涂料中,聚氨酯防腐涂料是继其他防腐涂料之后的最通用的涂料品种之后,其用量仅次于醇酸树脂涂料[3]。受石油资源、环保法规等因素的影响,世界防腐涂料工业在不断提高涂料性能的同时,开发无公害或少公害且性能优异的涂料品种成为防腐涂料的重要发展方向。
防腐蚀水性聚氨酯可低温固化,并且具有突出的耐油、耐盐水、耐磨、抗冲击、抗应变等性能,是一类具有优异的综合性能和良好发展前景的防腐树脂涂料基料[4]。但是水性聚氨酯由于以水为分散剂,含有亲水基团,其涂膜的耐水、耐化学性和耐溶剂性较差[5],若要达到防腐蚀的性能,需要对其加以改性。
常用的改性材料为环氧树脂和丙烯酸树脂,环氧树脂除了含有环氧基团外,还含有羟基基团,能直接参与水性聚氨酯的合成反应;丙烯酸酯含有羟基基团,以共聚或共混的方式对水性聚氨酯进行改性。