文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › IPDI聚酯型水性聚氨酯的合成研究

IPDI聚酯型水性聚氨酯的合成研究

IPDI聚酯型水性聚氨酯的合成研究
IPDI聚酯型水性聚氨酯的合成研究

IPDI 聚酯型水性聚氨酯的合成研究

吕维忠3Ξ

 涂伟萍 陈焕钦

(华南理工大学化工研究所 广州 510640)

刘志辉 岑宇慧

(广州市红云涂料有限公司 广州510515)

摘要:以聚酯二元醇Oxyester T1136、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI )、二羟甲基丙酸(DMPA )为原料,采用内

乳化法合成了阴离子型水性聚氨酯皮革涂饰。研究了影响乳液及成膜物性能的各种因素。结果表明,此种聚酯型水性聚氨酯有优异的机械性能和耐黄变、耐有机溶剂和水。

关键词:水性聚氨酯 皮革涂饰剂 异氟尔酮二异氰酸酯 水性聚氨酯是60年代发展起来的高分子材料,因以水为分散介质,与溶剂型聚氨酯相比,价格低,使用安全,无环境污染,发展迅速。聚氨酯水乳液广泛应用于印刷、印染、造纸、皮革涂饰等行业,使用领域正不断扩大[1]。

水性聚氨酯液用于皮革涂饰时,其流平性好,成膜性能好,遮盖力强,粘结牢固,涂层耐寒、耐热、耐磨,富有弹性。涂饰后手感丰满、舒适,大大提高成品革的等级。目前国内聚氨酯水乳液皮革涂饰剂已形成规模化生产,研究报道较多,但大都是以普通聚醚和T DI 反应合成聚氨酯水乳液,其缺点是产品耐低温性能差,易黄变,不适宜白色革的涂饰。使用脂肪族异氰酸酯合成聚氨酯水乳液国内也有文献报道[2~8]。

本研究课题以聚酯二元醇Oxyester T1136和异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI )为原料[9],在预聚过程中引入二羟甲基丙酸亲水剂,加入扩链剂和交联剂,采用内乳化法合成了阴离子型聚氨酯水乳液皮革涂饰剂。该乳液稳定性好,常温下贮存一年以上无沉淀,成膜性能好,涂层耐低温性能突出,耐热、耐磨、耐光、耐水、耐溶剂以及弹性好。

1 实验

111 合成用原料

IPDI 德国

OxyesterT1136(Mn =1000) 德国

二甘醇 进口

二羟甲基丙酸 美国

丙酮 北京燕山石化三厂

三乙胺 进口112 仪器设备

恒温水浴,搅拌器,高剪切乳化机。113 乳液的制备

在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的四口瓶里加入一定量的IPDT1136和IPDI ,升温至60℃反应至NC O %达到理论值为止,加入二羟甲基丙酸和催化剂(丙酮稀释),升温至80℃回流反应2h ,然后加入二甘醇,继续反应2h 。停止加热,加入丙酮稀释并降温至40℃,用三乙胺中和并在快速搅拌下加入去离子水,减压蒸馏回收丙酮,最后得到乳白色微带蓝光的聚氨酯水乳液。114 乳液及成膜物主要技术指标11411 乳液性能指标

外观:乳白色微带兰光乳液

pH 值:6.5~9.5

固含量/%:20±2

粘度(25℃)/mPa ?S :5~12

乳液稳定性(25℃)/a :≥1

乳液耐黄变性(自然光)/a ≥111412 成膜性能

拉伸强度/MPa :1.2~33.0断裂伸长率/%:430~1000脆折温度/℃:≤-4324h 浸泡增重率/%:

5

12001年第3期 合成材料老化与应用 Ξ第一作者简介:吕维忠,男(1971-),讲师,博士生。主要从事高性能树脂的合成及水性涂料的研究,已发表论文20多篇。

水中 6~13

甲苯中 13~54

11413 膜的制备

将乳液置于玻璃模板里,40℃下成膜3天,然后于80℃下脱模,干燥后置于干燥器内备用。

2 结果与讨论

211 -NC O/-OH摩尔比对膜性能的影响

-NC O/-OH摩尔比的大小,对膜性能影响很大。随着比值的增加,膜的强度逐渐增大,伸长率下降(见表1)。通过对聚氨酯乳液结构和性能的分析,-NC O反应反转化为聚氨酯分子链中的硬段,故-NC O/-OH摩尔比越大,膜越硬,拉伸率越小。研究表明较适宜的-NC O/-OH摩尔比为3.0。

表1 -NC O/-OH摩尔比对膜性能的影响

摩尔比-NC O/-OH拉伸强度MPa断裂伸长率%邵氏硬度A

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.01.2

3.3

6.0

10.5

25.1

33.9

1000

900

870

760

620

430

7

11

19

27

43

52

注:其它固定条件:-NC O/-OH的质量分数116%。

212 亲水基团含量对乳液及膜性能的影响

在聚氨酯分子链中引入亲水基团,是内乳化法制备PU乳液的必要条件,亲水基团含量对聚氨酯乳液及成膜物性能影响较大。亲水基团含量的影响见表2。

表2 亲水基团含量对乳液及膜性能影响

-C OOH/%乳液贮存期(25℃)/月平均粒径/nm24h膜吸水率/%

0.8

1.0 1.2 1.4 1.8≥0.5

≥2

≥6

≥12

≥12

130

110

95

98

55

6

8

10

13

16

注:其它固定条件为:-NC O/-OH摩尔比310

由表2可知,亲水基团含量不足难以制备稳定的乳液或乳液粒径较大,亲水性差,亲水基团含量较高时,虽然可以制备稳定的乳液,但成膜物耐水性能降低,影响成膜物的物理性能。因此,-C OOH含量在116%较适宜。

213 乳液粒径对其粘度的影响

通过实验测乳液的粘度值和粒径范围。实验结果见图1,从图1可以看出,粒径越大,乳液的粘度越低,粒径越小,粘度越高。从乳液分散状态上看,在保证贮存稳定的前提下,乳液粒径越大,彼此之间还是相对有序地排列分散在水中,在受外力剪切作用时,阻力较小,粘度值较低;当乳液颗粒很小时,水溶性大分子不是以“球型”的卷曲状态存在,而是以自由伸长的低能态出现,这种自由状态在大分子之间形成了互相缠绕、盘旋、缔合、成键,造成了分子之间粒子之间的紧密相连,从而导致乳液的粘度明显增大,有时甚至在贮存中产生凝结,因此,在乳液的合成中,控制适中的乳液颗粒,是乳液稳定的一个前

61吕维忠等 IPDI聚酯型水性聚氨酯的合成研究

提条件

图1 乳液平均粒径对乳液粘度的影响

214 乳液及成膜物的耐光性

光,尤其是光中的紫外线成分(290nm ~400nm )

具有的能量在294K J ~394K J/光分子之间,它的能量足以使化合物吸收光能发生光化学反应。以芳香族异氰酸酯为基的聚氨酯紫外光波长290nm ~300nm 范围吸收率几乎为100%,含苯环的氨基甲酸酯经过一系列光引发自由基反应,最后形成大共轭的重氮的生色基团。而脂肪族异氰酸酯基的聚氨酯,在290nm 以上波长范围内吸收率很小。从而证明了它

对光作用的稳定性。以聚酯二元醇OxyesterT1136和

异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI )为原料制备的水性聚氨酯与以T DI 和聚酯为原料制备的水性聚氨酯作对照,研究了乳液及成膜物的耐光性,结果见表3。

表3 IPDI 和T DI 水性聚氨酯乳液耐光性能

样品

自然光照射12个月

紫外光照射46h (60℃±2)

IPDI T DI

不变黄变黄

不变黄变黄

3 结 论

(1)以聚酯二元醇OxyesterT1136和不黄变的异

氟尔酮二异氰酸酯(IPDI )为原料,采用内乳

化法合成了阴离子型聚氨酯水乳液皮革涂饰剂。

(2)较适宜的NC O/OH 比为3.0,较佳的C OOH %为1.6%。

(3)乳液稳定性好,成膜物具有较高的机械强

度,良好的弹性,以及耐水、耐溶剂、耐黄变

性能。

参考文献

1 李绍雄,刘益军编著1聚氨酯胶粘剂[M]1北京:

化学工业出版社,19982 孙大庆,李艳凤,刘利等1高含量水性脂肪族聚氨酯皮革涂饰剂的合成[J ]1皮革化工11999,16

(2):12~143 杨昌跃,陈敏,杨丽等1耐水解聚酯型聚氨酯水乳液的合成及性能研究[J ]1皮革化工12000,17(3):24~274 黄建炎,蒋俊树1聚氨酯水乳皮革涂饰剂聚四氢

呋喃—己二异氰酸酯共聚研究[J ]1安徽化工11999,(1):25~265 曾俊,王武生,阮德礼等1耐光水乳型聚氨酯—脲皮革涂饰剂的研究[J ]1皮革化工,1999,16(2):15~176 孙大庆,尹力力,魏寿宁1DPU -9188水性聚氨酯

皮革光亮剂的研究[J ]1皮革化工,1995,12(1):20~237 沈效峰1脂肪族水性聚氨酯皮革涂饰剂耐黄变性能研究1皮革化工[J ]11998,15(1):23~258 周炳才,郭锡梅,徐卫国等1三重交联型聚氨酯水性光油的研究[J ]1皮革化工11999,17(2):30

~33

9 尹伟,储玫龙1异氟尔酮二异氰酸酯及其在涂料中的应用[J ]1涂料工业11999,(2):34~36

7

12001年第3期 合成材料老化与应用

环保型水性聚氨酯合成革浆料

环保型水性聚氨酯合成革浆料 (温州寰宇高分子材料有限公司浙江温州325000) 摘要:回顾了PU革浆料的发展状况,分析了我国现行工艺存在的问题,展望了我国PU革的发展前景。作者在不改变现行生产工艺的条件下,研究开发了新一代环保型水性聚氨酯浆料。研究表明,该浆料节约成本,完全能替代溶剂型浆料,性能达到甚至超过溶剂型和国外同类水性浆料。 关键词:PU革浆料;水性聚氨酯;环保 1 PU革浆料的发展与现状 在我国PU皮革是一个新兴的产业,它的发展仅20年左右。由于其具有优异的耐磨性、良好的抗撕裂强度和伸长率,同时赋予PU皮革表面平坦、手感丰满、舒适、回复性良好、价格适中等特性,PU皮革不但替代了很多原来价格昂贵的天然皮制品,而且也逐渐取代低档、廉价的PVC人造革,现已成为人们日常生活中一种不可或缺的消费品。近十几年发展迅速蓬勃。据报道,我国的PU皮革市场的每年增长幅度已达15%~25%,仅温州合成革行业,已从初始的一家企业发展到如今的100多家企业,300多条干式、湿式生产线,整个行业的固定投资已达100多亿元,产量和市场份额已占全国70%,日产能力300多万平方米,品种发展到上千种,年产值近100亿元。因此有人说我国的PU皮革市场逐渐成为推动全球的PU皮革,甚至整个聚氨酯市场发展的主要动力之一。 目前国内合成革生产过程中,均采用有机溶剂型的PU树脂作为生产革品基层和面层的基本原料,这种类型的PU树脂均通过甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂以溶剂聚合法制得。这些占整个树脂成分60%以上的有机溶剂都是有害物质,而且对人体造成的危害是多方面的。其中,甲苯等芳香烃溶剂对造血器官具有危害性,在高浓度环境下长期接触,可能发生急性中毒而休克,慢性中毒将出现血小板和白血球减少,并出现相应的病症。丁醇、丁酮、丙酮、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺等溶剂都有相当大的毒副作用,其中乙酸乙酯对眼和粘膜有刺激性,并有麻醉性;合成革生产中用量最大的二甲基甲酰胺,对皮肤、眼部粘膜有强刺激性,吸入高浓度蒸汽时,会刺激咽部引起恶心,经常接触,经皮肤侵入,会导致肝功能障碍;而且有机溶剂对女性孕育下一代将产生严重的负面影响。 据统计,一条合成革生产线日均需消耗10t左右溶剂型PU树脂,其中占溶剂型PU树脂总用量60%以上的是溶剂,虽然湿法生产线中85%左右的溶剂被回收,但湿法生产线中仍有15%左右、干法生产线中95%的溶剂无法回收,将通过水和空气排放到周边的河流和天空中,势必会严重污染当地的环境,给人们的生产、生活,公众的生命健康构成重大威胁。如果以温州市300条生产线计算,年均需要的溶剂型PU树脂用量为70多万t,每年将会有数以万吨的溶剂排放到空气和周边的河流中,造成的污染将不可想象。由于苯、甲苯等有害溶剂易燃、易爆,极易引发火灾,造成伤残,甚至死亡,近年已屡见报道。 在大力发展经济的同时,保持优良的环境,健康的身体是当今社会发展的一个重要目标。正确处理“保护”和“促进”的关系,减少工业生产对环境和人类本身的伤害,是不可逆转的潮流,也是历史赋予我们的责任。人类只有一个地球,保护我们的家园,保持可持续性地发展经济的问题,已成为全球的共识,引起了各国政府的高度重视。在美国、意大利、日本、韩国等合成革主要生产国,已逐渐淘汰溶剂型PU树脂产品,采用环保型PU树脂。我国也先后制定、出台了许多相关的法律、法规。如:《环境保护法》、《劳动保护条例》、《职业病防治法》等等,为化工产业的发展提出了要求,严格了规范。随着我国加入世贸组织,我们企业参与国际市场竞争,客观上也要求我们生产和使用无公害的产品,消除国际上“绿色贸易壁垒”对我国产品的非贸易壁垒限制。 从源头上杜绝污染,对于PU革行业来讲已迫在眉睫。温州寰宇高分子材料有限公司,通过长期不懈的努力,已成功开发出国内首创的环保型聚氨酯合成革树脂产品。其主攻方向为:

水性聚氨酯的合成与改性_闫福安

CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期 15 0 引 言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。 据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70%左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平 还很低,年人均不足0.5 kg。 溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 水性聚氨酯的合成与改性 □ 闫福安,陈 俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073) 摘要:对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词:水性聚氨酯;合成;改性 中图分类号:TQ630 文献标识码:A 文章编号:1006-2556(2008)07-0015-08 Synthesis and modifi cation of water-borne PU Yan fuan, Chen jun (School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province) Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation 编者按:本文搜集了相关的情报资料,比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。相应地,嘉宝莉朱延安、中国科技大章鹏进行了这方面的研发和实验实践。相比之下,为改善PUD分散体涂膜力学性能,选用聚碳酸酯型方向是可行的,但在水性木器涂料中的应用,应综合考虑制造成本、涂料使用范围、对涂膜光泽大小不同要求等方面因素;软段多元醇的选用不可能单一型,可以选用混合型,如PCD与PCL混合,或PCD与聚醚型混合,否则单用PCD,因价格太贵或存在功能过剩,影响水性聚氨酯涂料的推广应用与市场定位。 TECHNICAL PROGRESS DOI:10.13531/https://www.wendangku.net/doc/3a5112125.html,ki.china.coatings.2008.07.007

水性聚氨酯性能优缺点

水性聚氨酯的优点: 聚氨酯的全名叫聚氨基甲酯。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,其分子结构中含氨基甲酸酯基、脲键和离子键,内聚能高,粘结力强,且可通过改变软段长短和软硬段的比例调节聚氨酯性能。 水性聚氨酯乳液相比较与溶剂型聚氨酯具有以下优点: (1)由于水性聚氨酯以水作分散介质,加工过程无需有机溶剂,因此对环境无污染,对操作人员无健康危害,并且水性聚氨酯气味小、不易燃烧,加工过程安全可靠。 (2)水性聚氨酯体系中不含有毒的-NCO基团,由于水性聚氨酯无有毒有机溶剂,因此产品中无有毒溶剂残留,产品安全、环保,无出口限制。 (3)水性聚氨酯产品的透湿透汽性要远远好于同类的溶剂型聚氨酯产品,因为水性聚氨酯的亲水性强,因此和水的结合能力强,所以其产品具有很好的透湿透汽性。 (4)水作连续相,使得水性聚氨酯体系粘度与聚氨酯树脂分子量无关,且比固含量相同的溶剂型聚氨酯溶液粘度低,加工方便,易操作。 (5)水性聚氨酯的水性体系可以与其它水性乳液共混或共聚共混,可降低成本或得到性能更为多样化的聚氨酯乳液,因此能带来风格和性能各异的合成革产品,满足各类消费者的需求。 并且,由于近年来溶剂价格高涨和环保部门对有机溶剂使用和废物排放的严格限制,使水性聚氨酷取代溶剂型聚氨酷成为一个重要发展方向。 水性聚氨酯膜的优点: 水性聚氨酯树脂成膜好,粘接牢固,涂层耐酸、耐碱、耐寒、耐水,透气性好,耐屈挠,制成的成品手感丰满,质地柔软,舒适,具有不燃、无毒、无污染等优点。将成革的透氧气性、透湿性、低温耐曲折性、耐干湿擦性、耐老化性等,与溶剂型聚氨酯涂饰后的合成革进行了对比研究。结果表明,经水性聚氨酯涂饰的合成革的透氧量达到了4583.53mg/(em3·h),为溶剂型的1.5倍,且透水汽量达到了615.53mg/(cm3·h),约为溶剂型的8倍;低温耐曲折次数大于4万次,为溶剂型的2倍。采用水性聚氨酯替代传统的溶剂型聚氨酯完成合成革的

水性聚氨酯的制备

水性聚氨酯的制备 1、原料 聚醚二元醇(PPG,分子量为2000和1000),2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI),二羟甲基丙酸,丙酮(工业品),2-甲基-2-氨基-7-丙醇。 2、合成 制备水性聚氨酯的主要方法有:丙酮法、预聚体直接分散法、熔融分散法、酮距胺法和酮丫嗪法等按照水性化方法不同,水性聚氨酯的制备又可以分为内乳化法和外乳化法。内乳化法,又称自乳化法,是因聚氨酯链段中含有亲水性成分,无需乳化剂即可得到稳定的乳液的方法。外乳化法,又称强制乳化法,若分了链中仅含少量或者不含亲水性链段或基团必须添加乳化剂,凭借外力进行乳化。 1)丙酮法 亲水的异氰酸酯预聚物和扩链剂的扩链反应在溶剂丙酮中进行,故称之为丙酮法。由于聚合物的合成反应在均相的溶液中进行,故再现性很好。水性聚氨酯树脂合成好以后,再加水乳化,最后减压抽出丙酮溶剂就可得到粒径较小的聚氨酯分敞体。这种方法是经典的方法,浚方法的优点是试验重现性好,得到的聚氨酯水分散体粒径小,稳定性好;但该方法也有缺点,那就是试验过程中丙酮的大量使用,而且还得将丙酮减压抽出,制备工艺复杂,生产成本较大。 2)预聚体直接分散法 该方法是合成聚氨酯分散体的一个普通方法。先制得亲水性的预聚体,当然预聚体含有游离的异氰酸酯基团,然后将预聚体和水混合,扩链反应是预聚体和扩链剂在水中进行。本人在这种方法基础上对此方法进行了改进,得到了一种方法把它罩尔之为边扩链边分散法,运用这种方法成功合成了长期稳定的水性聚氨酯分散体,而且在合成过程中不使用溶剂,简化了制备工艺,节约了合成成本。 3)熔融分散法 将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体,用过量尿素终止生成亲水性的双缩二脲离聚物,在将其在甲醛水溶液中分散,使发生羟甲基阳离子型水性聚氨酯发生反应。 4)外乳化法 外乳化法是最早使用的制备水性聚氯酯的方法,它是1953年美国Du Pont公司的、V Yandott发明。选取制成适当分子量的聚氨酯预聚体或其溶液,然后加入乳化剂,在强烈搅拌下强制性地将其分散于水中,制成聚氨酯乳液或分散体。外乳化法工艺简单,但存在以下缺点: a.在分散阶段需要强力搅拌设备,搅拌工艺对分散液性能影响很大; b.制得的分散液粒径较大,一般大于1.0mm,粒径分布宽,储存稳定性差; c.乳化剂的存在影响成膜后胶膜的耐水性、强韧性和粘结性等力学性能。 5)自乳化法 聚氨酯的自乳化过程实际上是一个相反转过程,在乳化过程中经历了一个从w/o 到o/w的转变过程,随着乳化的进行,聚集念结构也会发生相应变化,并且体现出物化性质(如粘度和电导率)改变。众所周知,聚氨酯材料内由于软链段和硬链段各自成相生微相分离,若将离子型水性聚氨酯中和成盐,那么它就属于离聚体。对离聚体的聚集态结构,许多人进行了研究,提出了很多模型,包括微离子点阵模型、各相同性模型、两相结构模型等。

水性聚氨酯的合成

闫福安,陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要:对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词:水性聚氨酯;合成;改性 0引言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70%左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类:芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基-常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂;脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体;芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。

合成革用水性聚氨酯树脂技术应用现状及未来发展

合成革用水性聚氨酯树脂技术应用现状及未来发展 摘要: 通过对合成革水性聚氨酯的合成、生产应用配制、皮膜的性能进行比较详细的研究,结果表明我们的合成革用水性聚氨酯能在各种性能上达到甚至超过溶剂型树脂。且经济成本更低,更安全环保,它将可以逐渐取代溶剂型聚氨酯树脂。 关键词: 合成革用水性聚氨酯、交联、强度、耐屈挠、热水揉 一、国内合成革发展及现状 中国聚氨酯合成革的生产真正意义上的开始是1983年山东烟台合成革厂从日本引进聚氨酯合成革的生产技术及设备。但是中国合成革行业真正意义上的发展是在改革开放后实现的,特别是最近十年,合成革行业进入快速发展时期,行业整体平均每年都保持15%-20%的快速增长,无论是生产线的数量还是生产量在世界范围内都处于领先地位,到目前为止中国已成为世界上合成革的生产大国、使用大国。 目前全国共有人造革合成革企业2000多家,上千条生产线,其中规模以上干法生产线有516条,这些PU树脂主要都是以DMF、甲苯、丁酮、乙酸乙酯等为溶剂,这些溶剂的使用具有多方面的危害: (1)DMF经常接触会导致人体肝功能障碍;甲苯对皮肤粘膜有刺激作用,对中枢神经系统有麻醉作用;丁酮、乙酸乙酯等也都是长期吸入其蒸气会使眼、鼻、喉等粘膜受刺激,而引起炎症;长期接触这些有机溶剂势必影响人体健康。 (2)这些溶剂直接排放或者通过水性排放都会对周边环境造成极大的污染和破坏,进而影响整个地球生态环境。 (3)大多数这些有机溶剂都是易燃易爆的化学品,这样在储存、运输、操作上就存在了一定的安全隐患。 (4)使用有机化学作溶剂造成了资源的很大浪费。虽然现在有少数合成革企业对溶剂进行回收,但也仅仅局限于对干法生产线上部分DMF的回收。 因此,无毒、无污染、节能的水是溶剂最好的替代品,是经济、社会、资

水性聚氨酯的制备及改性方法

聚氨基甲酸酯(polyurethane),简称聚氨酯(PU),是分子结构中含有重复氨基甲酸酯(-NHCOO-)结构的高分子材料的总称。聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成,根据原料的官能团数不同,可制成线形或体形结构的聚合物,其性能也有差异。聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等,在各领域得到了广发应用。 由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物,具有挥发性,不仅污染环境,而且对人体有害。在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立,溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制,因此,开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。水性聚氨酯(WPU)具有优异的物理机械性能,其不含或含有少量可挥发性有机物,生产施工安全,对环境及人体基本无害,符合环保要求。其生产方法分为外乳化法和内乳化法,外乳化法又称强制乳化法,由使用这种方法得到的乳液稳定性较差,所以使用较少。目前使用较多的是内乳化法,也称自乳化法,即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团,使聚氨酯分子具有一定的亲水性,然后在高速分散下,凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中,从而得到WPU。 然而,亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。为了改善其耐水性和拒油性,通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视,已经得到了广泛应用。同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性,纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径,是最有前途的现代涂料研究品种之一。[1] 1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史 1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下,将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺,首次成功制备了水性聚氨酯。1975年研究者们向聚氨酯分子链中引入亲水成分,从而提高了水性聚氨酯的乳液稳定性和涂膜性能,其应用领域也随之拓广。进入21世纪以来,随着水性聚氨酯乳液应用范围的进一步拓宽,世界范围内日益高涨的环保要求,进一步加快了水性聚氨酯工业发展的步伐。[2] 相对于国外,国内的水性聚氨酯发展较晚。我国水性聚氨酯的研究开始于上世纪七十年代,1976年沈阳皮革研究所最早研制出用于皮革涂饰用的水性聚氨

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

水性聚氨酯合成、改性及应用前景 摘要:随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步,水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升,反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法,综述了水性聚氨酯的改性方法,包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性,并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。 关键字:水性聚氨酯;合成;改性;丙烯酸酯;有机硅。 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,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能,但是仍然有许多不足之处。如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点,由于水性聚氨酯的这些缺点,我们需要对其进行改性,目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等,本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。 一、水性聚氨酯的合成 水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体,加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂,以降低粘度,增加分散性,同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量,然后用亲水单体进行扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散于水中,乳化后减压蒸馏回收溶剂,即可制得PU 水分散体系。

水性聚氨酯的合成

水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。 1 阳离子水性聚氨酯的合成 1.1 合成机理 合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。该机理的季铵化是酸碱中和。 1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。 熔融法是无溶剂制备水性聚氨酯的重要方法。它把二异氰酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来。反应的第一步是合成含亲水基团的端异氰酸酯基预聚体。然后在高温下, 该预聚体和过量的脲反应生成缩二脲。该产品分散在水中之后, 再和甲醛反应生成甲醇基, 通过降低pH值可促进缩聚反应进行扩链和交联。熔融法的优点是不需要大量溶剂, 避免了相对分子质量快速增长而带来的问题,工艺简单, 易于控制, 也不需要特殊设备。但是用该法合成水性聚氨酯时需要强力搅拌, 因为即使在100 ℃左右的温度下, 预聚体的粘度也很高。用该法制得的水性聚氨酯通常是枝化的和相对分子质量较低的树脂。乳液中残存的甲醛气味比较大, 且有较强的毒性, 在环保要求越来越高的今天, 它将被摒弃。 丙酮法也叫溶液法。就是在低沸点的能和水混合的惰性溶剂(如丙酮、甲乙酮、四氢呋喃等) 中, 制得含亲水基团的高相对分子质量的聚氨酯乳液, 然后用水将该溶液稀释。先形成油包水的以溶剂为连续相的乳液, 然后再加入大量的水, 发生相倒转, 水变成连续相并形成分散液。脱去溶剂后得到无溶剂的高相对分子质量的聚氨酯- 脲的分散液。该法操作简单, 重复性好。

目前水性聚氨酯的十大合成工艺

水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一, 它适用于热敏温度低于(60 — 80) ℃常温交联固化的高、中档木器(家具等), 高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。 产品配方: 1、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MDI 和XDI 等异氰酸酯制造。其芳香族NCO反应温度在(120—150) ℃,脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。 产品配方:NCO :多元醇羧酸( 物质的量比) 为6:1:1.43。 工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃回流脱水至透明后, 过滤出料备用。亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃回流脱水后, 加入10 % 磷酸(甲苯) 液降温至120 ℃, 通入氮气, 将TDI 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察

(完整word版)水性聚氨酯合成所用原材料

水性聚氨酯制备用原料和方法 1. 低聚物多元醇 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多,有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。 聚醚型聚氨酯低温柔顺性好,耐水性较好,且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低,因此,我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好,惟其价格较高,限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好,但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差,故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯,其贮存稳定期较短。 2. 异氰酸酯 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯,以及IPDI、HDI、H12MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯,耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好,因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成,而我国受原料品种及价格的限制,大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。 3. 扩链剂 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂,其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种,除了类特种扩链剂外,经常还使用1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高,可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺,在乳化分散的同时进行扩链反应。

4. 水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质,为了防止自来水中的Ca2+、Mg2+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响,用于制备水性聚氨酯的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质,水还是重要的反应性原料,合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主,在聚氨酯预聚体分散与水的同时,水也参与扩链。由于水或二胺的扩链,实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯-脲乳液(分散液),聚氨酯-脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力,脲键的耐水性比氨酯键好。 5. 亲水性扩链剂 亲水性扩链剂就是能引入亲水性基团的扩链剂。这类扩链剂是仅在水性聚氨酯制备中使用的特殊原料。这类扩链剂中常常含有羧基、磺酸基团或仲胺基,当其结合到聚氨酯分子中,使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团。 (1)羧酸型扩链剂 二羟甲基丙酸简称DMPA,全称2,2-二羟甲基丙酸,又称α,α-双羟甲基丙酸,在国内外是聚氨酯乳液常用的一种亲水性扩链剂,早在六、七十年代在德国、美国等国家就用于制备聚氨酯乳液。90年代初我国成都某厂已能小批量生产。该扩链剂为白色结晶,熔点较高,贮存稳定,因其分子量小(Mw134),较少的用量就能提供足够的羧基量。DMPA的一种制备方法是:由甲醛和丙醛合成二羟甲基丙醛,再用过氧化氢氧化成二羟甲基丙酸。 二羟基半酯半酯是醇与二元酸酐反应的产物,一般醇与酸酐的摩尔比为1:1,酸酐的一个羧基被酯化,而保留另一个羧基。用于聚氨酯乳液的半酯类扩链剂制备中,所用的醇类化合物一般为小分子三醇或低聚物三醇,例如甘油、低分子量聚醚三醇。这样就能生成含羧基的二羟基化合物。三醇的分子量一般在约100~2000之间。可用于制备半酯的酸酐有顺丁烯二酸酐(顺酐)、邻苯二甲酸酐(苯酐)、丁二酸酐、戊二酸酐等。半酯一般需自制。 羧酸型扩链剂还有氨基酸如H2N (CH2)4 CH (COOH) NH2、二氨基苯甲酸等。

水性聚氨酯生产工艺

第4章工艺技术方案 4.1工艺技术 4.1.1技改前工艺技术 企业现有1万吨溶剂型聚氨酯生产线,生产方式采用间歇式,分为多元醇合成和聚氨酯合成两个工序,工艺流程如图4-1,4-2所示。 从流程图可看出,聚氨酯合成首先由脂肪族二元醇乙二醇、1,4丁二醇和脂肪族二元羧酸己二酸酯化、聚合生成中间体多元醇,再由多元醇和异氰酸酯在溶剂二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮的作用下聚合而成。生产过程中所用二甲基甲酰胺等溶剂或多或少具有一些毒害性,且在整个生产所需的原辅材料中所占比例高达70%。 4.1.2技改后工艺技术 4.1.2.1工艺流程图 技改后,生产方式仍为间歇式,首先由小分子醇和酸酯化、聚合生成多元醇,多元醇再和MDI以去离子水为溶剂,经过扩链剂扩链聚合生成水性聚氨酯树脂。聚酯多元醇的合成方法和技改前相同,聚氨酯合成工序用溶有扩链剂的去离子水代替有机溶剂,工艺也有所改进,具体流程如下。 (1)聚酯多元醇的合成聚酯多元醇的合成工序流程图同图4-1。

(2)水性聚氨酯的合成 4.1.2.2工艺流程简述 (1)聚酯多元醇合成工艺流程说明 半成品聚酯多元醇合成工艺与技改前相同,由脂肪族二元羧酸和脂肪族二元醇按一定摩尔比反应制得。 a:在常温常压下按照工艺配比要求向反应釡中加入乙二醇、1,4-丁二醇、己二酸,加料方式是管道输送,开启搅拌装置搅拌物料; b:预聚合:测定聚合物酸值达一定值后,人工加入催化剂反应30分钟,启动真空泵对反应釡抽真空以降低酸值提高聚合物分子量,打开氮气控制阀向反应釡通入氮气,氮气作用是防止釡内物料氧化,同时起到搅拌作用; c:缩聚合:启动油封式真空泵增加真空度除去残余的水分子和小分子醇,提高聚合物分子量;。 (2)水性聚氨酯合成工艺流程说明水性聚氨酯树脂合成采用预聚体分散法,由聚酯多元醇和异氰酸酯常压下预聚,预聚体经中和剂中和后,在较低温度下向预聚体中加入溶有扩链剂的去离子水,边扩链边分散制备而来。其反应式如图4-3所示。 a:预聚:常温常压下将聚酯多元醇和MDI按照工艺配比用泵送入聚氨酯树脂反应釡,开启搅拌装置搅拌物料。 b:回流:在预聚体中加入助剂、催化剂等,在60°C的条件下回流反应3-5小时; c:中和反应:测异氰酸根含量达规定值时,降温到50°C以下,转入高速分散机,中速加入三乙胺中和; d:分散乳化、扩链反应:高速加去离子乳化,使预聚体在剪切力作用下分散于水。分散过程必须在低温下进行,以降低-NCO与水反应活性,参与反应的水相当于扩链剂,再用反应活性高的乙二胺、二羟甲基丁酸在水中进行扩链,以快速促进链增长反应,生成高分子量的水性聚氨酯。 e:成品包装:当聚合物达到一定粘度后向夹套中通入冷却水冷却物料到40℃,开启氮气控制阀向釡内通入氮气(0.3Mpa),打开釡底阀,将物料压入200kg包装桶内包装即成品聚氨酯树脂,包装时将物料通过不锈钢滤网过滤杂质,成品用叉车运输到成品仓库。 4.1.2.3工艺控制措施

水性聚氨酯生产工艺-水性聚氨酯的合成

第4 章艺技术方案 4.1工艺技术 4.1.1技改前工艺技术 企业现有1万吨溶剂型聚氨酯生产线,生产方式采用间歇式,分为多元醇合成和聚氨酯合成 两个工序,工艺流程如图4-1,4-2所示。 图4-1多元醇合成流程图 图4-2聚氟酯合成流程图 从流程图可看出,聚氨酯合成首先由脂肪族二元醇乙二醇、1,4 丁二醇和脂肪族二元羧酸 己二酸酯化、聚合生成中间体多元醇,再由多元醇和异氰酸酯在溶剂二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮的作用下聚合而成。生产过程中所用二甲基甲酰胺等溶剂或多或少具有一些毒害性,在整个生产所需的原辅材料中所占比例高达70%。 4.1.2技改后工艺技术 4.121工艺流程图 技改后,生产方式仍为间歇式,首先由小分子醇和酸酯化、聚合生成多元醇,多元醇再和MDI以去离子水为溶剂,经过扩链剂扩链聚合生成水性聚氨酯树脂。聚酯多元醇的合成方法和技改前相同,聚氨酯合成工序用溶有扩链剂的去离子水代替有机溶剂,工艺也有所改进, 具体流程如下。 (1)聚酯多元醇的合成聚酯多元醇的合成工序流程图同图4-1。

图4?3水性聚氨酯树脂生产工艺流程图 4.1.2.2工艺流程简述 (1 )聚酯多元醇合成工艺流程说明 半成品聚酯多元醇合成工艺与技改前相同, 由脂肪族二元羧酸和脂肪族二元醇按一定摩尔比 反应制得。 a :在常温常压下按照工艺配比要求向反应釡中加入乙二醇、 式是管道输送,开启搅拌装置搅拌物料; b :预聚合:测定聚合物酸值达一定值后, 人工加入催化剂反应 30分钟,启动真空泵对反应 釡抽真空以降低酸值提高聚合物分子量, 打开氮气控制阀向反应釡通入氮气, 氮气作用是防 止釡内物料氧化,同时起到搅拌作用; C :缩聚合:启动油封式真空泵增加真空度除去残余的水分子和小分子醇,提高聚合物分子 量;。 (2 )水性聚氨酯合成工艺流程说明 水性聚氨酯树脂合成采用预聚体分散法,由聚酯多元 醇和异氰酸酯常压下预聚, 预聚体经中和剂中和后, 在较低温度下向预聚体中加入溶有扩链 剂的去离子水,边扩链边分散制备而来。其反应式如图 4-3所示。 a :预聚:常温常压下将聚酯多元醇和 MDI 按照工艺配比用泵送入聚氨酯树脂反应釡,开启 搅拌装置搅拌物料。 b :回流:在预聚体中加入助剂、催化剂等,在 60° C 的条件下回流反应 3-5小时; C :中和反应:测异氰酸根含量达规定值时,降温到 50° C 以下,转入高速分散机,中速加 入三乙胺中和; d :分散乳化、扩链反应:高速加去离子乳化,使预聚体在剪切力作用下分散于水。分散过 程必须在低温下进行,以降低 -NCO 与水反应活性,参与反应的水相当于扩链剂,再用反应 活性高的乙二胺、 二羟甲基丁酸在水中进行扩链, 以快速促进链增长反应, 生成高分子量的 水性聚氨酯。 e :成品包装:当聚合物达到一定粘度后向夹套中通入冷却水冷却物料到 40C,开启氮气控 制阀向釡内通入氮气(0.3Mpa ),打开釡底阀,将物料压入 200kg 包装桶内包装即成品聚氨 酯树 脂,包装时将物料通过不锈钢滤网过滤杂质,成品用叉车运输到成品仓库。 (2)水性聚氨酯的合成 1, 4-丁二醇、己二酸,加料方 蒸汽加热 助剂 三乙肢 雾元醇 MD1 去离子水 乙二胺、二吨甲基丁酸

相关文档
相关文档 最新文档