介紹了幾種水性聚氨酯化學(xué)改性的研究進(jìn)展,包括環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、有機(jī)硅氧烷等二元共聚改性及兩種以上樹(shù)脂的三元共聚改性的研究狀況。展望了水性聚氨酯化學(xué)改性的發(fā)展趨勢(shì)。聚氨酯(polyurethane)是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱,是聚合物內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量氨酯鍵的高分子化合物。水性聚氨酯(WPU)是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的二元膠態(tài)體系,它不含或含有少量有機(jī)溶劑,具有不燃、無(wú)毒無(wú)污染、節(jié)省能源、操作加工方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)保留了傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯的一些優(yōu)良性能,如良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性和耐疲勞性等。單一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳膠膜的耐水性差、光澤較低、涂膜的綜合性能較差等缺點(diǎn)。但是,PU預(yù)聚體中的―NCO基團(tuán)具有較強(qiáng)的活性,能與羥基、氨基、乙烯基等基團(tuán)反應(yīng),這就為研究者通過(guò)改性來(lái)提高WPU涂料的綜合性能提供了可能,促使廣大的科研工作者對(duì)水性聚氨酯涂料進(jìn)行各種改性研究,以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化學(xué)共聚兩種形式:共混是將具有互補(bǔ)特性的兩種或多種樹(shù)脂混合在一起,存在的大問(wèn)題是混容穩(wěn)定性差;共聚是通過(guò)在體系中引入各種功能性的成分,合成具有特殊性能的復(fù)合乳液。浙江找水性聚氨酯樹(shù)脂推薦哪家,選擇上海貝爾特新材料科技有限公司。重慶芳香族水性聚氨酯樹(shù)脂代理價(jià)格
該方法工藝簡(jiǎn)單,效果,但是該工藝合成的聚合物中環(huán)氧樹(shù)脂分子在聚氨酯末端,不能大幅度提高水性聚氨酯的力學(xué)強(qiáng)度。由于環(huán)氧環(huán)的反應(yīng)活性比較高,容易被帶活潑氫的物質(zhì)開(kāi)環(huán),故人們又研究了乳酸開(kāi)環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂改性水性聚氨酯的合成及性能及硅烷偶聯(lián)劑KH550開(kāi)環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂改性水性聚氨酯涂料的合成及性能。但是由二乙醇胺開(kāi)環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂,同時(shí)控制其開(kāi)環(huán)率,并將所制得的端羥基環(huán)氧樹(shù)脂用來(lái)合成水性聚氨酯還鮮有報(bào)導(dǎo)。
二乙醇胺含有 1 個(gè)仲氨基和 2 個(gè)羥基,而且仲氨基反應(yīng)活性比較高。 仲氨基可以與環(huán)氧樹(shù)脂中的 1 個(gè)環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)并產(chǎn)生 3 個(gè)羥基[6]。 這些羥基以及環(huán)氧樹(shù)脂本身所帶的仲羥基一起與異氰酸酯反應(yīng)并把環(huán)氧樹(shù)脂接到聚氨酯分子鏈上。 為了降低開(kāi)環(huán)后的環(huán)氧樹(shù)脂的官能度,環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)環(huán)率被控制在 55%左右,由1HNMR 表征。 環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)環(huán)所剩余的環(huán)氧基團(tuán)還可以在水相中與乙二胺反應(yīng)再次交聯(lián)。 羥基具有較高的官能度(f = 5),它在水性聚氨酯膠膜中呈現(xiàn)出一種復(fù)雜的交聯(lián)狀態(tài),找到合適的加入量有望制得膠膜力學(xué)強(qiáng)度較高的水性聚氨酯材料。 本研究就羥基環(huán)氧的加入量對(duì)水性聚氨酯乳液粒徑、力學(xué)性能、耐水及耐溶劑性能和耐熱性能的影響進(jìn)行了研究。 河南聚碳水性聚氨酯樹(shù)脂分類紹興水性聚氨酯樹(shù)脂推薦哪家,選擇上海貝爾特新材料科技有限公司。
或水性單體)分水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽(yáng)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)量大、應(yīng)用廣。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(lái),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(lái)越多。陽(yáng)離子型水性聚氨酯滲透性好,具有、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(jià)格高,屬于產(chǎn)品;芳脂族和脂環(huán)族的性能居于二者之間。以產(chǎn)品包裝形式分水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。其中,雙組分水性聚氨酯包括兩種類型:一種由水性聚氨酯主劑和交聯(lián)劑組成,如水性聚氨酯上的羧基可用多氮丙啶化合物進(jìn)行外交聯(lián);另一種由水性羥基組分(可以是水性丙烯酸樹(shù)脂、水性聚酯或水性聚氨酯)和水性多異氰酸酯固化劑組成;使用時(shí)將兩組分混合,水揮發(fā)后,通過(guò)室溫。
再加入丙烯酸類單體和擴(kuò)鏈劑、催化劑后才進(jìn)行自由基聚合反應(yīng),得到核殼無(wú)交聯(lián)型的丙烯酸-聚氨酯乳液,干燥后涂膜的耐磨損性、耐水性和抗污性均有提高。KimK等人研究了光引發(fā)聚合的線性互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(LIPN)丙烯酸聚氨酯乳液,其過(guò)程與非交聯(lián)型聚合過(guò)程類似,包括了溶脹單體、引發(fā)聚合、乳膠粒長(zhǎng)大等過(guò)程,不同之處在于引入了交聯(lián)劑,使得粒子內(nèi)部形成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。姜大偉等人采用向水性聚氨酯乳液中滴加丙烯酸單體,進(jìn)行復(fù)合乳液聚合或互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)聚合的方法,制備PU/PA復(fù)合乳液。研究表明:IPN聚合的材料在彈性模量、拉伸強(qiáng)度等方面性能優(yōu)良,在乳液制備過(guò)程中,―NCO端基的含量會(huì)影響這兩種材料的相容性。任祥忠等人用順丁烯二酸酐在水性聚氨酯中引入雙鍵,在Cu2+存在下的無(wú)引發(fā)劑體系中與甲基丙烯酸甲酯(MMA)進(jìn)行接枝共聚反應(yīng),結(jié)果表明:二元醇的親水性對(duì)膠束粒徑有影響。隨著聚丙二醇含量增多,接枝共聚反應(yīng)更易進(jìn)行,且接枝后的膠束粒徑增大;但隨丙二醇含量的繼續(xù)增加,接枝共聚反應(yīng)難以進(jìn)行,膠束粒徑接枝前后變化不大,并有減小的趨勢(shì);隨聚氨酯分子側(cè)鏈的柔順性增加,主鏈的剛性增強(qiáng),膠束粒子易發(fā)生微相分離,形成殼核結(jié)構(gòu)。無(wú)錫找水性聚氨酯樹(shù)脂哪家好,選擇上海貝爾特新材料科技有限公司。
3有機(jī)硅改性水性聚氨酯有機(jī)硅分子中既含有機(jī)基團(tuán),又含無(wú)機(jī)硅原子,具有較低的表面能,常用它作為有機(jī)介質(zhì)和無(wú)機(jī)介質(zhì)的偶聯(lián)劑。它在涂膜中向表面富集,賦予涂膜優(yōu)良的耐水性、耐候性、耐酸堿性、耐高低溫性和良好的機(jī)械性能,因而得到了的研究與應(yīng)用。但要實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅與聚氨酯的共聚改性,有機(jī)硅分子鏈上必須含有能與異氰酸酯中的―NCO基反應(yīng)的活性基團(tuán),如羥基、氨基、乙烯基、環(huán)氧基等。羥基硅烷常作為羥基組分部分或全部代替聚二醇參與聚氨酯預(yù)聚體的合成,在預(yù)聚物分子鏈上引入Si―O鍵;氨基硅烷以雙氨基硅烷應(yīng)用多,通過(guò)與預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)而引入到聚氨酯乳液中;環(huán)氧硅烷則作為外交聯(lián)劑通過(guò)與水性聚氨酯__鏈的羧基或羧基季銨鹽反應(yīng),以達(dá)到改性的目的。浙江水性聚氨酯樹(shù)脂哪家好,選擇上海貝爾特新材料科技有限公司。安徽耐候水性聚氨酯樹(shù)脂價(jià)格多少
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以通常方法制備的聚氨酯分散于水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹(shù)脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液,是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團(tuán)多異氰酸酯乳化于水,或多異氰酸酯的有機(jī)溶液分散于含乳化劑的水而形成的乳液,也是雙組分即用即配體系,適用期較短。封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯乳液,是一種穩(wěn)定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時(shí)司引入封閉異氰酸酯基團(tuán),也可制成封閉異氰酸酯基團(tuán)含量高的乳液,用于和其他乳液體系共混,起交聯(lián)作用,水分揮發(fā)后加熱交聯(lián)。⑵聚氨酯乳液還可細(xì)分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液,后者是指由聚氨酯預(yù)聚體在水中分散同時(shí)通過(guò)水或二胺擴(kuò)鏈而形成的乳液,實(shí)質(zhì)上生成了聚氨酯-脲,但由于由預(yù)聚體分散法制備較為普遍,習(xí)慣上稱為聚氨酯乳液者居多。⑶按分子結(jié)構(gòu)可分為線性分子聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯(lián)型聚氨酯乳液(熱固聯(lián)型又可細(xì)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)型。內(nèi)交聯(lián)型聚氨酯乳液是在合成時(shí)形成一定程度的支化交聯(lián)分子結(jié)構(gòu),或引入可熱反應(yīng)性基團(tuán),它是穩(wěn)定的單組分體系。外交聯(lián)是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團(tuán)起反應(yīng)的交聯(lián)劑,是雙組分體系。重慶芳香族水性聚氨酯樹(shù)脂代理價(jià)格
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