磺酸盐聚酯多元醇

磺酸盐聚酯多元醇

水性聚氨酯( PU) 是一种软段和硬段交替连接的嵌段聚合物, 软段通常由低聚物多元醇组成,硬段

则由异氰酸酯扩链形成。水性PU 的性能主要取决于软硬链段的相互行为和离子的种类, 特别是不相容的软段链区和硬段链区之间的微相分离。采用DMPA 或者DMBA 合成PUD 的亲水基团处于PU 硬段, 使软硬段微相分离程度过大, 从而影响胶膜的性能。

磺酸盐型聚氨酯分散体的亲水基团为强酸强碱盐，离子化强度较高，这增强了乳胶粒子“双电层”的点位，在乳胶粒之间形成了较强的静电排斥作用，阻止了乳胶粒凝聚，易制得高固含量（50%以上）的水性聚氨酯；与羧酸型水性聚氨酯只有在碱性环境下才能稳定存在不同，磺酸盐型水性聚氨酯即使在较低PH （5~7）下仍具有较好的稳定性；羧酸型WPU 常采用胺类物质中和，而磺酸型WPU 的制备无需中和，且无挥发性胺的刺激性气味；聚氨酯分子中硬段引入的强离子基团磺酸基会使分子内库仑力和氢键作用均增强，从而提高了软、硬段间的微相分离程度，特别是当结晶性聚酯与磺酸盐并用时，可获得结晶度高、结晶速率快的水性聚氨酯；磺酸型WPU 具有更高的初粘强度和粘结强度，良好的耐水性和耐热性。

目前磺酸型聚氨酯分散体主要使用乙二胺基磺酸盐等二胺类后扩链剂引入磺酸盐基团。近年来, 在软段引入引入磺酸盐引起了广泛的关注。一方面, 磺酸盐可形成更强的库仑力, 使分子间的作用力更强, 使较低硬度的PUD 既具有较高拉伸强度和撕裂强度, 而且磺酸型PUD 适用于较宽的p H 范围, 且具有优良贮存和耐水解等特性 。另一方面, 在软段引入磺酸盐基团的同时,加入DMPA , 使软硬段均含有亲水基团, 更有利于稳定分散。高性能水性聚氨酯一般多是磺酸盐型或者是兼具磺酸盐和羧酸盐型的, 但是, 磺酸型聚氨酯分散液在国内研究较少, 在软硬段引入磺酸盐和羧酸盐则更鲜见文献报道。

1.产品简介

结构简式：

羟基磺酸钠两端的-OH 可以和-NCO 反应，侧链的-SO 3Na 提供亲水性。

2.主要应用

在水性聚氨酯中做亲水扩链剂，部分或完全替代传统的羧酸盐亲水剂（如DMPA ），用于生产更高固含量、稳定性、耐水解性的水性聚氨酯分散体(水性PUD)。使用羟基磺酸盐可以生产固含50%以上的水性PUD 。

SO 3Na HO-R 1-R 2-R 3-OH

羟基磺酸盐与二羟甲基丙酸、二氨基磺酸盐在PUD 中的应用对比

二羟甲基丙酸 二氨基磺酸盐 羟基磺酸盐 优点

熟知度高，价格便宜

耐光性好 反应平稳，易控制 乳液透明度好

伴有链增长

稳定性好、宽PH 范围

耐水解性好 固含高 稳定性好、宽PH 范围

耐水解性好 固含高

反应平稳，易控制 缺点 丙酮中溶解性差，需要有机

胺中和成盐

PH 小于7时PUD 不稳定

耐水解性差

含有水，容易引起副反应 涂层含有强亲水基团 合成工艺复杂，难控制

单体粘度高、相容性稍差 涂层含有强亲水基团

反应活性低

3.过程概要

二羟甲基丙酸——

二氨基磺酸盐——

羟基磺酸盐——

异氰酸酯 多元醇 DMPA

含羧基的聚氨酯预聚物

有机胺中和

离子型聚氨酯

水乳化及二次胺扩链

水性PUD 乳液

异氰酸酯

多元醇 聚氨酯预聚物

二氨基磺酸盐

离子型聚氨酯

水乳化及二次胺扩链

水性PUD 乳液

异氰酸酯 羟基磺酸 多元醇

含磺酸基的聚氨酯预聚物

离子型聚氨酯

水乳化及二次胺扩链

水性PUD 乳液