水性聚氨酯分散體的制備及注意事項

1、水性聚氨酯分散體的制備及注意事項水性聚氨酯分散體的制備及注意事項 時間:2015-01-15 23:14 來源:和氏璧化工 ,廣州 作者:徐世崇 水性聚氨酯分散體以水取代傳統(tǒng)溶劑作為分散介質(zhì) ,使用時 具有不燃、氣味小、無毒、無污染、節(jié)能、價廉、操縱方便 等優(yōu)點 ,而且在性能上仍具有一般溶劑型聚氨酯所具有的高 光澤、高耐磨性、高彈性、高粘結(jié)性、耐水、耐候、耐化學(xué) 藥品和對各種基材的良好附著性能 ,從而在很大程度上取代 了溶劑型聚氨酯 ,是一種極具潛力的 "綠色材料 "。水性聚氨酯 分散體代替溶劑型的聚氨酯也將是聚氨酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。1 水性聚氨酯分散體的基本制備方法1.1

2、NMP 的使用在歐洲 ,NMP 在水性聚氨酯 PUD 中的允許添加量為 9% 。美 國也是如此。 NMP 在合成過程中不能除去 ,它可作為增塑劑 （成膜助劑 ）,提高對低表面張力底材的附著力。丙酮可以作為 NMP 的代替品 ,并且在合成分散體以后可以用蒸餾的方法將 其分離出來。1.2 預(yù)聚體合成過程 用分子量為 2000025000 的聚合物來制備分散體 ,可以提供 更高的柔韌性 （超過 600% 的延展性 ）和附著力 ,適用在柔韌底 材上（橡膠、皮革 ）。基本配方 :線性聚酯二元醇 （Oxyester T568）,214份;N-甲基吡咯烷酮（NMP）,97份;二羥甲基丙酸 （DMPA）,15

3、 份;異佛爾酮二異氰酸酯 （IPDI）,71 份;二月桂酸二 丁基錫（DBT-DL）,0.2 份;三乙胺（TEA）,11.3份冰/乙二胺 （10:1）,50 份;水,600 份。1.2.1 第一步 ,預(yù)聚主要原料與 NMP在80C條件下，加入DMPA,在110 C條件 下抽真空（<100mbar）015h,冷卻到65C ,破壞真空，加入 DBTDL（每150g預(yù)聚體加入100uL）,在20min內(nèi)加入IPDI, 在最高溫度不超過 75 C條件下，保持反應(yīng)34h（直到NCO含 量值恒定或低于理論值 ）,也可以加入其他的聚酯或聚醚多元 醇重復(fù)上述反應(yīng)。冷卻到60C ,加入足夠量的NM

4、P使黏度接 近水的黏度 ,用三乙胺中和 ,加入量為理論數(shù)量的 100%120%（ 作為中和劑 TEA 效果不是特別明顯 ）,反應(yīng) 30min 直到 pH 值達到 89 （用濕式石蕊試紙測試 ）。1.2.2 第二步 ,分散將預(yù)聚體保持80 C條件,在強力攪拌下逐滴加入到 20 C的水 中,如果添加速度過快 ,NCO 會與水產(chǎn)生劇烈反應(yīng) ,而導(dǎo)致黏 度迅速上升。1.2.3 第三步 ,擴鏈加用適量水稀釋過的 EDA, 反應(yīng) 2h 后,過濾。 EDA 的加入量 占能夠與預(yù)聚物的 NCO 反應(yīng)量的 80% 。2 制備水性聚氨酯分散體的注意事項2.1 預(yù)聚體的制備注意事項 異氰酸酯的滴加方式會影響最終預(yù)聚

5、物的結(jié)構(gòu)性能,最重要的就是在滴加過程中不斷攪拌。在 Oxyester 聚酯多元醇與 短鏈的醇混和使用時 ,再添加短鏈醇時 ,要先保證聚酯多元醇 已經(jīng)先和異氰酸酯完全反應(yīng)。體系的 pH 值要接近于 89 。2.2 分散步驟注意事項 需要用一個高速的攪拌器 ;預(yù)聚體需逐滴加入 ,并注意不要從 攪拌器的正上方加入（避免聚合物弄臟攪拌器）；當(dāng)水溫在20 C 時，滴加80C的預(yù)聚物。要注意保證水和預(yù)聚體的黏度是最 小（較易混合 ）,并要避免異氰酸酯與水反應(yīng)的太過劇烈 ;保持 水的 pH 值接近預(yù)聚體的 pH 值。我們的制備方法是把預(yù)聚 物加入到水中。 如果把水加入到預(yù)聚物中 ,黏度會更高。 這就 需要有一個更強的攪拌器。2.3 擴鏈步驟注意事項乙二胺應(yīng)用水稀釋，這樣可以避免EDA的凝結(jié)（這樣會使分散 體的粒徑太粗 ）。擴鏈反應(yīng)一定要在預(yù)聚物已經(jīng)完全分散后進 行。3 結(jié)語在國內(nèi) ,水性聚氨酯分散體目前仍處在發(fā)展階段,也是今后的熱