ACURE4825脂肪族水性聚氨酯分散体.doc
脂肪族水性聚氨酯涂料的研制
3
2.64
12 h 后反应 20% 0.73
由表 2 可见，单就反应活性而言，辛酸亚锡和锡、胺复合催化剂的反应活性都比单一二月桂酸二丁基锡大， 但实际合成过程中，前者反应体系粘度远大于后者，从工业化角度来看，选择二月桂酸二丁基锡更适合 IPDI 体系。
3.3 ． NCO 含量与性能的关系
在脂肪族聚氨酯涂料中， IPDI 过量是为避免等当量反应使树脂凝胶。过量的 NCO 与水反应生成脲，还可 增加涂层的强度和硬度。但是， NCO 过量也造成聚氨酯分子量降低，树脂的水溶性下降，脲键及氨基甲酸 酯键等刚性链增多也会造成涂层脆性大。因此， NCO 含量与涂层性能有关。改变 NCO 的含量，测定乳液 及涂层性能，所得结果见表 3 。
结语
本实验以环氧改性水性脂肪族聚氨酯涂料，工艺配方合理、可行，综合性能优良，价格适中，其环保优势更 为突出。具有良好的发展前景。
表 1 反应温度与树脂性能的关系
反应温度 /△ E （耐紫树 脂 粘 度粒 子 粒 度膜 抗 张 强 度
℃
外光 144h ）/mPa.s / μ m /MPa
40
0.8
1.32
15
37
60
0.8
1.36
20
37
80
1.5
1.39
22
37.5
90
2.0
1.61
35
40
100
2.8
1.86
53
42
由表 1 可见，随着反应温度的提高，其耐紫外光性能下降，树脂粘度提高，粒子粒度增大，抗张强度增大， 这是因为随着聚合反应温度的提高， IPDI 上两个— NCO 的反应活性接近，导致预聚物分子规整性降低， 也就是硬 / 软段比例分布不均匀；反应温度提高，使得环氧断裂几率增大，聚合物支化度相应增大，这些因 素造成涂层耐老化性能下降 [3] ；聚氨酯树脂支化度增大，其树脂粘度提高，水溶性下降，粒子粒度增大。 所以，降低聚合反应温度有利于提高脂肪族水性聚氨酯树脂的综合性能（方案设计中，环氧键在干燥固化时
聚氨酯分散体
1.为什么使用聚氨酯分散体？水性聚氨酯分散体（PUDs）含有极低或不含任何挥发性有机物（VOC），而且为配方设计师提供了多种减少和消除溶剂配方的选择。
同时这种基于聚氨酯分散体技术的配方也符合许多国家和地区日益严格的环境法规。
向聚氨酯分散体技术的转型不会影响传统配方的技术性能，因为聚氨酯分散体也能满足传统配方绝大部分的技术要求。
聚氨酯分散体为何如此独特低溶剂用量（或者在很多种情况不含溶剂）气味小分子量大，粘度低单组分（1K）应用可有多种选择低温干燥优异的聚氨酯性能聚氨酯分散体，在木器、水泥、金属、塑料、纸张、纺织品和橡胶以及其它高性能基材上具有卓越的涂覆性和附着性。
2.环保解决方案此挥发性有机物（VOCs）在涂料工业上的大量使用，让人们越来越关注这些物质对环境造成的影响。
许多国家和地区的环境权威部门已经加强对VOC水平的限制，同时制定法律限制某些溶剂（如NMP）的使用。
这些限制希望在将来变得会越来越严格。
配方设计师们目前所面临的挑战就是在不降低技术性能，并保证产量的基础上，开发出可替换的分散体体系。
水性的聚氨酯分散体为这种严苛的问题提供了解决方案。
Bayhydrol®、Baybond® 和Impranil®等系列分散体产品，可以被用来调制1K 或2K的高性能且对环境友好的聚氨酯涂料。
a）低气味配方传统上，大多数传统涂料含有极高的VOCs(挥发性有机物)，导致在使用时散发出强烈的溶剂气味。
这些VOCs不仅使空气质量变差，而且还有可能造成对健康环境的潜在危害。
如今，替代的生产技术和原材料可以开发出低VOC甚至无VOC的涂料体系，这样就可充分限制有害气味的散发。
很多情况下，仅少量的低气味助溶剂需要被添加到基于聚氨酯分散体（PUDs）的涂料中。
这样就使得低VOC且低气味的配方也能达到很高的化学和机械性能。
在很多应用环境中，比如水泥表面或木地板表面修整，使用低气味聚氨酯分散体的涂料可提供显著的好处：在常规工作时间施工，减少了对施工建筑物内居住者的影响操作更加安全保持良好的空气质量符合大多数严格的环境法规要求，同时确保了工人的安全水性聚氨酯分散体从本质上来说十分适合低气味涂料配方体系，同时还能保持极高的性能标准。
脂肪族二异氰酸酯的相对含量对水性聚氨酯性能影响的研究
３ 、结 果 与 讨 论
３ １Ｈ Ｉ ． Ｄ 含量对水性聚氨酯粘度 的影响
如 图１ 示 ，ｎ Ｈ Ｉ ／ （Ｐ Ｉ 增大 ，水性聚 氨酯 所 （Ｄ ） ｎ Ｉ Ｄ ） 性能进行测 试分析 ，研究ｎ Ｈ Ｉ ／ （Ｐ Ｉ 对Ｗ Ｕ 能 乳液粘度逐 渐增大 。因为Ｉ Ｄ 分子 中含六 元环 ，分子 （Ｄ ） ｎ Ｉ Ｄ ） Ｐ 性 Ｐ１ 的影响，从而得到综合性能优 良的ｗ Ｕ Ｌ 。 Ｐ￣液 空 间体积较大 。Ｉ Ｄ 与Ｄ Ｐ 反应后 生成如 图２ １ ＰＩ ＭＡ － 所示
入蒸 馏水 搅 拌均 匀 后滴 加扩 链 剂并 高速 搅 拌乳 化 ， 得 到 固含 量为４ ％ Ｐ － 液 。在 保持 总 体Ｒ （ （ ０ 的ｗ Ｕ Ｌ ￣ 值 ｎ一 Ｎ Ｏ ／ 一 Ｈ ）不 变 的条 件 下 ，通 过 改 变ｎ（ Ｄ ） Ｃ ） ｎ（Ｏ ） Ｈ Ｉ／ ｎ ＩＤ ） （Ｐ Ｉ 的值来改 变Ｈ Ｉ Ｄ 的含量 ，合成 出一系￣ Ｈ Ｉ ＯＤ 含
量 不 同 的Ｗ Ｕ Ｐ ，并 测 试 其 性 能 。 ２ ３ 性 能 测 定 ． 粘 度 测试 ：使 用 Ｎ Ｊ ７ 旋转 黏度 计 ，在 ２ Ｄ一型 ５ｃ ｏ
的温 度 下 ，对 浓 度 相 同 的各 种ｗ Ｕ 液 试 样进 行 测 Ｐ乳
１ 、前 言 试 ；粒 径测试 ：ｗ Ｕ Ｌ 的粒径采 用激光 粒度分 析仪 Ｐ ￣液 水性 聚氨 酯 （Ｐ ） 以水代 替有机 溶剂 作为分 散 （ａ ｖ ｒ Ｍ － ０ ０ ，在物 质折射率为 １５ ０ ＷＵ是 Ｍ ｌｅｎ Ｓ２０） ．８ ，介质折
关键 词 ：水 性 聚 氨 酯 ，Ｈ ，粘 度 ，玻 璃 化 转 变 ，热 稳 ＤＩ
定 性
将 芳香族 聚酯 多元醇 、Ｉ Ｄ 、Ｈ Ｉ Ｍ中 （ 带搅 拌 装置 、回流 冷凝 管 ），加入 催 化
水性聚氨酯分散体的交联(2)
＼
２Ｈ 。 一 ２ 一 ～ ｃ一
式 （１ ４）
一
＋
…
—
一
…
一
一
。 。３ ～ ｃ Ｈ
一缩 水 甘 油 醚 氧 丙基 三 甲基 硅 烷 在水 中 时 ，烷 氧基
式 （２ ４）
ＫＮＣ ｅ 等 由 己二 醇 二 丙 烯酸 酯 与氮 杂 环 丁 烷 加 成 硅 基 团水 解 缩 合 ： ．．ｈ ｍ
体 普 遍 存在 氨 基 、羟 基 和 氨 基脲 为 端 基 的现 象 ，这 些 高 活 摘 要 ：介 绍 了水性 聚 氯酯 分散 体 的各 种 交联 形 性 基 团 无疑 可 以与异 氰酸 酯 迅 速反 应 形 成 交联 ，只 是这 种
式 ， 述 了其 常温交 联、高温交 联、辐射交 联 、氧 详
多异 氰 酸 酯 与水 性 聚氨 酯 分 散体 的反 应 更 为 复杂 ，其
Ｎ ＝ ＝ ］
５ ）
氮丙啶环的结构张力也是 比较大 ，决定了它易与多种
化 合物 加 成 反 应 。
一
中一种情况是所 制各的水性聚氨酯本 身含有大量的羟基 ，
这 种 水 性 聚 氯酯 多 元 醇 与 多异 氧 酸 酯 自交 联 体 系 属 于 水 勺
一 Ｃ ＨＣ： ＯＯ —Ｈ Ｃ 一
式 （Ｏ ４） 联 剂 。
３５ 氮 杂环丁烷 交联 ．
工业上常用的环氧交联剂其实是环氧硅氧烷 ，其特
氮杂环丁烷于氮丙 啶的结构类似 ，它是一种含氮 的四 征是分子结构 中仅含有一个环氧基 ，但还具有一个可水解 元环结构 ，但其 四元环结构 的张 力比氮丙啶三元环结构张 缩合 的硅氧烷基。单一的环氧官能度结构通常是不能构成
水性聚氨酯
（2）含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多 异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂 料，并具有良好的贮藏稳定性。多异氰酸酯组分与苯酚、丙二酸酯、己内酰胺等封闭剂反应生成氨酯键，而氨酯 键在加热的情况下又裂解生成异氰酸酯，再与羟基组分反应生成聚氨酯。因此封闭型聚氨酯水性涂料的成膜就是 利用不同结构的氨酯键的热稳定性的差异，以较稳定的氨酯键来取代较弱的氨酯键。封闭剂的种类很多，但是芳 香族异氰酸酯水性聚氨酯涂料主要用苯酚或甲酚。
比较而言，外乳化法制备的乳液中，由于亲水性小分子乳化剂的残留，影响固化后聚氨酯胶膜的性能，而自 乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备以离子型自乳化法为主。
（2）预聚体法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导入亲水成分，得到 一定粘度范围的预聚体，在水中乳化同时进行链增长，制备稳定的水性聚氨酯（水性聚氨酯-脲）。
水性聚氨酯
以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系
01 特点
03 制备方法 05 主要品种
目录
02 分类 04 原料 06 应用
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚 氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
脂肪族水性聚氨酯脲的改性研究
５ ６・
广 州化 工
２ １ 年 ３ 第 ３期 ０１ ９卷
脂肪 族 水 性聚 氨 酯脲 的 改性研 究 木
张汉清 陈正宇。杨冬亚 ， ， ， 邱凤仙
（ １江 苏大学化 学化 工 学院 ，江苏 镇 江 ２２ １ ； １０ ３ ２江 苏省精 细石油化 工重 点 实验 室 ，江 苏 常 州 ２３６ ； １１４ ３江 苏大学京 江学 院 ， 苏 镇 江 ２ ２ １ 江 １ ０ ３）
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｓｌｘ ｎ ｉ ａ ｅ；ｗａｅ ｂ ｒ ｅ ｐ ｌｕ ｅ ｈ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｏ ｙ ｒ ｔ ａ ｅ；ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｎ ｄｆ ａｉｎ；ｗａｅ ｂ ｏｐｔ ｎ ｉ ｔｒ ａ ｓ ｒ ｉ ｏ
水性聚氨酯材料 由于在制备过 程 中以水 为分 散介 质 ， 采用 内乳化法制得 ， 对环境无毒无害 ， 符合 当前经济发展 的 ４ Ｅ原则 ， 在涂料 、 胶黏剂等工业得到 了广泛 的应 用 ， 此法制备 的聚 但 氨酯分散液成膜后 不耐湿擦 ， 膜耐热 老化性 、 防水 性较 差 ， 因而 其使用受到很大 的限制 Ｊ 。有机硅材料具有柔顺 、 耐高低温 、 耐 气候老化 、 耐燃 、 弹性 等优异性 能 ， 有机硅 改性后 的水性 聚 高 经 氨 酯 材 料使 用 范 围大 大 提 高 Ｊ 本 实 验 采 用 有 机 硅 对 水 性 聚 。 氨酯脲进行 改性 ， 以期提高其成膜后的耐水性 ， 考察 了有机 硅不 同用量以及对最终产品各项性 能的影响 。
摘 要 ： 采用原位聚合法， 通过聚醚多元醇、 异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸反应合成聚氨酯预聚体， 以有机硅单体和乙
二胺为扩链剂 ， 得到有机硅改性的脂肪族水性聚氨酯脲分散液 。改性后 的水 分散液呈蓝光透 明或乳 白色 ， 且稳 定性 良好 。与未改性 聚氨酯脲相 比， 改性后聚氨酯脲水分散液的粒径有所增大 ， 但粒径 分布基本不变 。改性水分散 液成膜后 的热稳定和冻融稳定性 良好 ， 耐水性和拉伸强度明显提高， 但断裂伸长率有所下降。
水性聚氨酯分散体的制备及注意事项
水性聚氨酯分散体的制备及注意事项水性聚氨酯分散体的制备及注意事项时间:2015-01-15 23:14来源:和氏璧化工,广州作者:徐世崇水性聚氨酯分散体以水取代传统溶剂作为分散介质,使用时具有不燃、气味小、无毒、无污染、节能、价廉、操纵方便等优点,而且在性能上仍具有一般溶剂型聚氨酯所具有的高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐化学药品和对各种基材的良好附着性能,从而在很大程度上取代了溶剂型聚氨酯,是一种极具潜力的"绿色材料"。
水性聚氨酯分散体代替溶剂型的聚氨酯也将是聚氨酯产业的发展方向。
1 水性聚氨酯分散体的基本制备方法1.1 NMP的使用在欧洲,NMP在水性聚氨酯PUD中的允许添加量为9%。
美国也是如此。
NMP在合成过程中不能除去,它可作为增塑剂(成膜助剂),提高对低表面张力底材的附着力。
丙酮可以作为NMP的代替品,并且在合成分散体以后可以用蒸馏的方法将其分离出来。
1.2 预聚体合成过程用分子量为20000~25000的聚合物来制备分散体,可以提供更高的柔韧性(超过600%的延展性)和附着力,适用在柔韧底材上(橡胶、皮革)。
基本配方:线性聚酯二元醇(Oxyester T 568),214份;N-甲基吡咯烷酮(NMP),97份;二羟甲基丙酸(DMPA),15份;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),71份;二月桂酸二丁基锡(DBT-DL),0.2份;三乙胺(TEA),11.3份;水/乙二胺(10:1),50份;水,600份。
1.2.1 第一步,预聚主要原料与NMP在80℃条件下,加入DMPA,在110℃条件下抽真空(<100mbar)015h,冷却到65℃,破坏真空,加入DBTDL(每150g预聚体加入100uL),在20min内加入IPDI,在最高温度不超过75℃条件下,保持反应3~4h(直到NCO含量值恒定或低于理论值),也可以加入其他的聚酯或聚醚多元醇重复上述反应。
不同合成工艺制备的脂肪族水性聚氨酯的性能研究
万方数据
万方数据
万方数据
不同合成工艺制备的脂肪族水性聚氨酯的性能研究
作者：酒永斌， 曾心苗， 季君晖， 王连才， 张维， Jiu Yongbin， Zeng Xinmiao， Ji Junhui， Wang
Liancai， Zhang Wei
作者单位：酒永斌,Jiu Yongbin(北京市科学技术研究院辐射新材料重点实验室北京市射线应用研究中心 北京
100015;中国科学院理化技术研究所 北京102206)， 曾心苗,王连才,Zeng Xinmiao,Wang Liancai(北京市科
学技术研究院辐射新材料重点实验室北京市射线应用研究中心 北京100015)， 季君晖,张维,Ji
Junhui,Zhang Wei(中国科学院理化技术研究所 北京102206)
刊名：
聚氨酯工业
英文刊名：Polyurethane Industry
年，卷(期)：2013,28(1)
本文链接：/Periodical_jazgy201301005.aspx。