水性聚氨酯樹(shù)脂的分類(lèi)

水性聚氨酯樹(shù)脂的分類(lèi)

主講人：楊崇嶺合成單體水性聚氨酯合成用聚合物多元醇及小分子多元醇同油性聚氨酯，多異氰酸酯主要選擇IPDI、TDI和HDI。此外，要引入親水單體，其攜帶的親水基團(tuán)。1.親水單體(親水性擴(kuò)鏈劑)親水性擴(kuò)鏈劑是水性聚氨酯制備中使用的水性化功能單體，它能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團(tuán)。可分為陰離子擴(kuò)鏈劑和陽(yáng)離子擴(kuò)鏈劑兩類(lèi)。陰離子型擴(kuò)鏈劑中帶有羧基、磺酸基等親水基團(tuán)，結(jié)合有此類(lèi)基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚體經(jīng)堿中和離子化，即呈現(xiàn)水溶性。常用的產(chǎn)品有:二羥甲基丙酸(dimethylolpropionicacid，DMPA)、二羥甲基丁酸(dimethylolbutanoicacid，DMBA)、1，4-丁二醇-2-磺酸鈉。陰離子型水性聚氨酯合成的水性單體主要選用DMPA，DMBA活性比DMPA大，熔點(diǎn)低，可用于無(wú)助溶劑水性聚氨酯的合成，使VOC降至接近0。DMPA、DMBA為白色結(jié)晶(或粉末)，使用方便。合成叔胺型陽(yáng)離子水性聚氨酯時(shí)，應(yīng)在聚氨酯鏈上引人叔胺基團(tuán)，再進(jìn)行季叔胺鹽化(中和)。而季胺化工序較為復(fù)雜，這是陽(yáng)離子水性聚氨酯發(fā)展落后陰離子水性聚氨酯的原因之一。陽(yáng)離子型擴(kuò)鏈劑有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、雙(2-羥乙基)苯胺(BHBA)、雙(2-羥丙基)苯胺(BHPA)等，國(guó)內(nèi)大多數(shù)采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。非離子型水性聚氨酯的水性單體主要選用聚乙二醇二醇，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量通常大于1000。2.中和劑(成鹽劑)中和劑是一種能和羧基、磺酸基或叔胺基成鹽的試劑，二者作用所形成的鹽基才使水性聚氨酯具有水中的可分散性。陰離子型水性聚氨酯使用的中和劑是三乙胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、氨水，一般室溫干燥樹(shù)脂使用三乙胺，烘干樹(shù)脂使用二甲基乙醇胺,中和度一般在80%-95%之間，低于該區(qū)間時(shí)影響分散體的穩(wěn)定性，高于此區(qū)間時(shí)外觀變好，但耐水性變差;陽(yáng)離子型水性聚氨酯使用的中和劑是鹽酸，醋酸，硫酸二甲酯，氯代烴等。中和劑對(duì)體系穩(wěn)定性、外觀以及最終漆膜性能有重要的影響，使用時(shí)其品種、用量應(yīng)作好優(yōu)選。分類(lèi)以外觀分-水性聚氨酯可分為聚氨酯水溶液、聚氨酯水分散體和聚氨酯乳液。其性能差別見(jiàn)下表:項(xiàng)目水溶液水分散液水乳液外觀透明半透明乳白粒徑<1nm1nm-100nm>100nm分子量1000-10000103-105>5000以親水性基團(tuán)的電荷性質(zhì)(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)量最大、應(yīng)用最廣。陰離子型水性聚氨酯又可分為羧酸型和磺酸型兩大類(lèi)。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，具有抗菌、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T(mén)DI型、IPDI型，MDI型，等等。芳香族水性聚氨酯同油性聚氨酯類(lèi)似具有明顯的黃變性，