双组份水性聚氨酯的研究
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性很差，而且不完全环保。
３ 碳化二 亚胺类双组份体系 、 普通的碳化二亚胺交联剂在水中难分散，某些碳化 二亚胺化合物用于水性聚氨酷、丙烯酸酷乳液、 水性聚 酷树脂等的常温交联剂。是酸碳化二亚胺与聚合物链段
上的浚基、氨基发生反应，可把两个基团连接起来，形 成交联：卜 印。 ，＿Ｎ ｃ 对 ， ， ， 卜 — ＫｗＣ一Ｋ— ” ＝ 二 ＿ ，，刁 ｅ
性，会对人体造成具大的伤害：而且这类产品固含量较 低，都含有大量的有机溶剂， Ｖ 含量高． ｃ ｏ
ｌ
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４ 环氧类双组份体系 、
Ｃ ｎＰ ２０ 第二届水性聚氨酷技术与应用研讨会— 论文集 ｉ ｈ ａＵ ０ ７
水性环氧固化剂是一种室温交联固化剂，分子链中 含有３ 上的环氧基，采用阴离子乳化剂分散到水中。 个以 其中的环氧基团可以与水性聚氨酚中的胺基和狡基发生
中， 朋 ｐ 脱水 分钟， 一 Ｍ 真空 ３ ａ ０ 然后加入Ｉ Ｉ 叩℃ 应 Ｄ Ｐ， 反
２ 小时，然后加入既 八 护 反应２ 小时，然后加入１ 一Ｄ ，４ 溶
剂、 姗 Ｔ ， ℃ 应４ 下Ｊ ０ ７ 反 小时， 、９ ０ 然后降 温出 料获得预 聚
体，然后加入三乙胺中和成盐，然后加入三乙烯四胺进行 扩链， 然后脱溶。制得含活性胺基的水性聚氨醋，。
些次 。
３０ ０次
耐 醇性
抗 回粘 性
柔 韧性
２． 口
１ 二
应那么剧烈， 但该类产品的易操作性和环保指标要比上 三种要好 很多， 种比 理想的固 是一 较 化方式．
针对上述四类产品我们就其性能做了一下对比：
短 丰佩 醋 基异 酸 类 硬度
耐水性
３ Ｈ
Βιβλιοθήκη Baidu
及 二
｝ １ ５ ％
３ Ｈ
匆 时 变 ７ 不回粘 小 无化 ０ ７小 无 化 ８ 不回枯 ２时 变 ０
９ 为 ５ 添加多 ． 时 。 元氮丙吮交联剂， 得最佳效 氮 可获 果。
丙吮具有很强的毒性，会对人体造成具大的伤害：而且氮 丙咤使用前必须用溶剂预溶，这样就更增加了 戊含量。 Ｖ
一、 性聚氮醋的分类及其成膜机理和性能 双组份水
比较
１ 握基十 、 异氰酸醋基类双组份体系： 这个体系包括一个为多元醇组份和另一个为异氰酸 酷组份，当Ｏ一 Ｈ 基聚合物分散体与乳化的异氰酸醋混合后 ， 异氰酸酷基团 会与水反应， 产生胺，在涂膜形成后， 这部 分胺会进一步与异氰酸酷反应生成聚脉。 总之，只有一 部分异氰酸醋与聚合物的明－ 基反应生成聚氨酷，当涂膜 在室温交联的时 生成约３ 候， 服的聚服和７％ ０ 的聚氨酷。 这 类产品的优点是产品耐水性、耐化学品性非常优秀，可 以 做汽车漆 等高档漆。 但也存在着难分散，需要专门 的 分散设备，而且需要预溶解，所以环保指标不是太好。 再加上陇０ 与水反应会生成ｃ： ｏ ，导致漆膜中有大量暗 泡， 严重影响漆膜外观，总是这类体系的产品的可操作
量最好。
一
２ 时无 ７ 无 化 ？小时 ２ 小时 变 ２ 无变化 ７小 变化 ７ 时 变 ２ 无 化 小
其ＤＣ Ｓ分析如下图所示
０无变化 耐 性５９力 ４０ 醉 （０ ：０次无变化 ２０ 口压 ０次无变化 ２０ ０次无变化 ４０
柔韧性 耐 由（ 口 片 冲 马铁 ）
个活性胺基与环氧基反应生成交联。将多元胺含量不同 的水性聚氨酷填加相对应量的水性环氧交联剂。然后涂 刷制板版，每遍间隔１小时，涂刷２ ２ 遍；每次涂刷时都要 现配漆，头道剩余的漆下次不能使用。涂刷完毕后２℃ ５ 养护１天后检测。 ０
多元胺 用 量
（ Ｏ 量 比 ） 翻Ｃ一 的 例 总
婆（０９ 力） 耐水性 ５０压
ｌ
２ 氮丙咤类双组份体系 、 多元氮丙咤用作交联剂、瀚附性促进剂和改性剂， 它可显著提高 许多多 胶粘剂、 涂料和印 刷油墨等的 最终 性能，改善涂膜的强度、 柔韧性、耐溶剂性、耐水性、 硬度和对基材的勃附力。多元氮丙睫一般用于内烯酸酷 乳液及聚氨酌乳液的交联剂。
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５Ｃ ０．
４Ｃ ２口
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二、 性环 氧类双 水 组份水 氨醋的 性聚 合成方 法
水性环氧固化反应主要是采用环氧基与胺基和梭基 反应，如果提高环氧基含量和胺基及梭基含量是提高产 品交联度和提高性能的关键．多官能度环氧的研制本文 不作为重点，该试验采用Ｓ一８ 交联剂．它是一种分子 Ｐ７０ 内含有三个环氧官能团的特种水性环氧树脂，骨架为联 苯芳香胺类， 属于缩水甘油胺类环氧树脂：由于此结构 特性，使其具有较高的反应活性、较短的固化时间、较 高的交联密度、较低的操作粘度、较强的机械强度以及 较好的耐化学腐蚀等优良 特性。如何提高水性聚氨酷产 品中的胺基含量和梭基含量就成了提高产品性能的关 键。狡基影响产品的粒径和耐水性，不能提高，只能通 过提高胺基的量来提高产品性能。 １ 水性聚氨醋的合成： 将聚酷多元醇加入反应瓶 、
方法：口
氮丙睫在使用前缓慢地添加到均匀搅拌着的涂料体 系中，相当于该多元氮丙睫作为双组分涂料的交联剂组 分。 可直接加入或者用不含活性氢的溶 剂稀释后加入。 添 加量根据对涂层性能要求而定，一般为树脂固体分的１ ％ ２ 也可添加５ 形成耐溶 ￣ ％， ％， 剂性能和耐溶剂性能更 高的涂层。ｐ值对交联速度影响较大，乳液Ｐ值控制在 Ｈ Ｈ
２ 多元胺添加量对产品性能的影响： ，
叽 （ Ｈ ） 娜Ｌ Ｈ 盯Ｈ 中两头 的伯胺基已经与 ｃ 尹 Ｚ ｃ ： Ｈ Ｃ
一Ｃ反应掉，剩余的只有中间的两个仲胺基，通过这两 Ｎ Ｏ
２ 、该产品整个体系中不含任何有机溶剂、包括固 化剂中都不含有机溶剂， 是一种真正的 绿色环保产品。 ３ 、该产品不含有毒、有害物质，固 化剂填加方 便，是一种真正可以ＤＹ 工、对人体健康的产品。 ４ 产品可以 、该 满足家俱生 地板生产、 产、 工业漆生 产的要求， 缓解了 水性漆在工业 产中的使用 化生 难题。 ５ 存在的不足：反 、 应速度没有异氰酸酷类固 化剂 反应速度快， 室温干燥时间较长． ６ 产品的 成功大大 研制 、该 促进了 性 氨酷在 器漆 水 聚 木 中 使 ， 性 深 展 定 上 个 台 的 用 水 木器 有发 肯 会走 一 新的 阶。
Ｃ ｎｐ ２０ 第二届水性聚氨酷技术与应用研讨会 ｉ ｈ ａＵ ０ ７
双组份水性 聚氨酉的研究 旨
魏志华 李再峰 山东圣光化工集团有限公司 青岛科技大学 随着水性聚氨酩制配技术水平的提高和对性能要求 的提高，单纯的单组份水性聚氨酷己经无法完全满足市 场的需求，现在又出现了双组份水性聚氨酷，来弥补单 组份水性聚氨酣性能方面的不足。双组份水性聚氨酷既 具有传统的溶剂性体系的优点：又符合环境法规的要 求，是一种新型材料。双组份体系能满足用于橱房柜 子、办公室、实验室、家具、汽车漆等涂料领域。本文 主要论述了现阶段双组份水性聚氨醋的分类及其差别， 着重介绍环氧改性双组份水性聚氨酷的合成工艺及使用
压 Ｏ Ｃ二 ０
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盗诀 ： ＿ ｌ
它可在乳液中稳定存在，其交联反应是酸催化应进 行。涂膜干燥过程中水和中和剂挥发，使得涂膜中的 Ｈ Ｐ值下降，为交联反 应提供条 件。 碳化二亚胺与按基的交联反应可常温进行，日 清纺 公司推荐最佳反应温度是８℃， ０ 较高的温度加速反应。 当水性叔脂体系的Ｐ值调到中性和酸性，反应加快。另 Ｈ 外， 碳化二亚胺与水也能反应，生成取代腺，这个反应
反应。胶膜在室温干燥７ 夭就可达到满意的耐水性，如果 加热性能更佳。加入固化剂后适应期可达１小时， ２ 环氧硅 烷交联剂无毒无味，用量少，对胶膜的耐水性、耐溶剂 性的提高效果非常明显。这种交联剂可使涂料具有优异 的湿 ／ 干钻附力、耐溶剂、耐冲击、耐磨、耐候及耐久 性等优异涂层性能。该产品虽然反应没有异氮酸酷类反
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三、结束语
１ 采用含有伯胺基和仲胺基的多 、 元胺对水性聚氨
酷进行扩链，得到含仲胺基的水性聚氨酷，然后采用多
官能 度水性环氧固化剂进行固化， 得到一种易 于操作、
性能优异的双组份水性聚氨酷体系。
２ 时 变 ９ 姗卜 无 化 ５ 度不回 枯
４０ ０次
Ｚ． ｍ
，， 一二 类 环氧类 丙类， 亚 化， ｝
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一 １ 一
随着多元胺用量的不断增加，产品的理化指标和力 学性能不断提高， 但增加到１ 以上时，柔韧性又有下降 ％ ５ 的趋势，综合考虑，多元胺含量在１ １ 之间时产品质 ０５ 一％
Ｃ ， Ｈ
Ｒｅ公 ‘ ｅ ＯＨ
在 Ｈ ８５ Ｐ为 ． 为范围最 慢。 氨水等把 值调 当用 Ｈ Ｐ 为碱性时， 交 应活性很低， 联反 可在水性树脂配方稳定一段时间。 一般作为双组分体系的交联剂组分。碳化二亚胺交联剂 改善含敖基水性树脂的耐水性、 耐溶剂性、 耐磨性、耐 温性、附着力和耐久性，主要用作涂料、油墨、 胶粘 剂、 织物涂层剂的交联剂。与氮丙睫交联剂相比 不影响 涂料或涂饰剂的黄变性。但碳化二亚胺具有很强的毒
３ 碳化二 亚胺类双组份体系 、 普通的碳化二亚胺交联剂在水中难分散，某些碳化 二亚胺化合物用于水性聚氨酷、丙烯酸酷乳液、 水性聚 酷树脂等的常温交联剂。是酸碳化二亚胺与聚合物链段
上的浚基、氨基发生反应，可把两个基团连接起来，形 成交联：卜 印。 ，＿Ｎ ｃ 对 ， ， ， 卜 — ＫｗＣ一Ｋ— ” ＝ 二 ＿ ，，刁 ｅ
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Ｃ ｎＰ ２０ 第二届水性聚氨酷技术与应用研讨会— 论文集 ｉ ｈ ａＵ ０ ７
水性环氧固化剂是一种室温交联固化剂，分子链中 含有３ 上的环氧基，采用阴离子乳化剂分散到水中。 个以 其中的环氧基团可以与水性聚氨酚中的胺基和狡基发生
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一、 性聚氮醋的分类及其成膜机理和性能 双组份水
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１ 握基十 、 异氰酸醋基类双组份体系： 这个体系包括一个为多元醇组份和另一个为异氰酸 酷组份，当Ｏ一 Ｈ 基聚合物分散体与乳化的异氰酸醋混合后 ， 异氰酸酷基团 会与水反应， 产生胺，在涂膜形成后， 这部 分胺会进一步与异氰酸酷反应生成聚脉。 总之，只有一 部分异氰酸醋与聚合物的明－ 基反应生成聚氨酷，当涂膜 在室温交联的时 生成约３ 候， 服的聚服和７％ ０ 的聚氨酷。 这 类产品的优点是产品耐水性、耐化学品性非常优秀，可 以 做汽车漆 等高档漆。 但也存在着难分散，需要专门 的 分散设备，而且需要预溶解，所以环保指标不是太好。 再加上陇０ 与水反应会生成ｃ： ｏ ，导致漆膜中有大量暗 泡， 严重影响漆膜外观，总是这类体系的产品的可操作
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２ 时无 ７ 无 化 ？小时 ２ 小时 变 ２ 无变化 ７小 变化 ７ 时 变 ２ 无 化 小
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个活性胺基与环氧基反应生成交联。将多元胺含量不同 的水性聚氨酷填加相对应量的水性环氧交联剂。然后涂 刷制板版，每遍间隔１小时，涂刷２ ２ 遍；每次涂刷时都要 现配漆，头道剩余的漆下次不能使用。涂刷完毕后２℃ ５ 养护１天后检测。 ０
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水性环氧固化反应主要是采用环氧基与胺基和梭基 反应，如果提高环氧基含量和胺基及梭基含量是提高产 品交联度和提高性能的关键．多官能度环氧的研制本文 不作为重点，该试验采用Ｓ一８ 交联剂．它是一种分子 Ｐ７０ 内含有三个环氧官能团的特种水性环氧树脂，骨架为联 苯芳香胺类， 属于缩水甘油胺类环氧树脂：由于此结构 特性，使其具有较高的反应活性、较短的固化时间、较 高的交联密度、较低的操作粘度、较强的机械强度以及 较好的耐化学腐蚀等优良 特性。如何提高水性聚氨酷产 品中的胺基含量和梭基含量就成了提高产品性能的关 键。狡基影响产品的粒径和耐水性，不能提高，只能通 过提高胺基的量来提高产品性能。 １ 水性聚氨醋的合成： 将聚酷多元醇加入反应瓶 、
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２ 、该产品整个体系中不含任何有机溶剂、包括固 化剂中都不含有机溶剂， 是一种真正的 绿色环保产品。 ３ 、该产品不含有毒、有害物质，固 化剂填加方 便，是一种真正可以ＤＹ 工、对人体健康的产品。 ４ 产品可以 、该 满足家俱生 地板生产、 产、 工业漆生 产的要求， 缓解了 水性漆在工业 产中的使用 化生 难题。 ５ 存在的不足：反 、 应速度没有异氰酸酷类固 化剂 反应速度快， 室温干燥时间较长． ６ 产品的 成功大大 研制 、该 促进了 性 氨酷在 器漆 水 聚 木 中 使 ， 性 深 展 定 上 个 台 的 用 水 木器 有发 肯 会走 一 新的 阶。
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魏志华 李再峰 山东圣光化工集团有限公司 青岛科技大学 随着水性聚氨酩制配技术水平的提高和对性能要求 的提高，单纯的单组份水性聚氨酷己经无法完全满足市 场的需求，现在又出现了双组份水性聚氨酷，来弥补单 组份水性聚氨酣性能方面的不足。双组份水性聚氨酷既 具有传统的溶剂性体系的优点：又符合环境法规的要 求，是一种新型材料。双组份体系能满足用于橱房柜 子、办公室、实验室、家具、汽车漆等涂料领域。本文 主要论述了现阶段双组份水性聚氨醋的分类及其差别， 着重介绍环氧改性双组份水性聚氨酷的合成工艺及使用
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反应。胶膜在室温干燥７ 夭就可达到满意的耐水性，如果 加热性能更佳。加入固化剂后适应期可达１小时， ２ 环氧硅 烷交联剂无毒无味，用量少，对胶膜的耐水性、耐溶剂 性的提高效果非常明显。这种交联剂可使涂料具有优异 的湿 ／ 干钻附力、耐溶剂、耐冲击、耐磨、耐候及耐久 性等优异涂层性能。该产品虽然反应没有异氮酸酷类反
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三、结束语
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性能优异的双组份水性聚氨酷体系。
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随着多元胺用量的不断增加，产品的理化指标和力 学性能不断提高， 但增加到１ 以上时，柔韧性又有下降 ％ ５ 的趋势，综合考虑，多元胺含量在１ １ 之间时产品质 ０５ 一％
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