高固含量水性聚氨酯的研究現(xiàn)狀
發(fā)布時(shí)間:2019-11-15
固含量是水性聚氨酯一項(xiàng)重要指標(biāo),固含量的高低既影響水性聚氨酯在干燥過(guò)程中的成膜速率,也影響水性聚氨酯儲(chǔ)存運(yùn)輸成本,同時(shí)固含量的高低也會(huì)對(duì)以水性聚氨酯為原料的產(chǎn)品加工產(chǎn)生影響。目前限于原料種類、制備工藝方法、成套設(shè)備等條件的限制,國(guó)內(nèi)水性聚氨酯大多數(shù)是以陰離子型羧基為親水基團(tuán)的水性聚氨酯,固含量相對(duì)較低多集中在 20~40%左右,其固含量很難達(dá)到 50%以上,較難滿足市場(chǎng)多樣化的需要。所以,生產(chǎn)高固含量產(chǎn)品(固體質(zhì)量分?jǐn)?shù) 50%以上)具有十分積極和現(xiàn)實(shí)意義,能夠促進(jìn)水性聚氨酯的廣泛應(yīng)用,成為水性聚氨酯乳液的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。
親水性擴(kuò)鏈劑是影響水性聚氨酯固含量的一個(gè)重要因素。親水性擴(kuò)鏈劑是在對(duì)聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈的同時(shí),將親水性基團(tuán)引入到分子主鏈上。研究指出,擴(kuò)鏈劑種類、合成方法、聚氨酯原料選擇等都是影響水性聚氨酯乳液固含量的關(guān)鍵所在。含羧基的水性聚氨酯固含量低、粘度大、成膜柔軟;而以陰離子磺酸基為親水?dāng)U鏈劑制備的水性聚氨酯具有親水性強(qiáng)、結(jié)晶度高、固含量較高等優(yōu)點(diǎn),但也存在反應(yīng)過(guò)程難以控制,工藝設(shè)備要求高,膠膜耐水性差等問(wèn)題。上述兩種親水基團(tuán)的水性聚氨酯各有其優(yōu)缺點(diǎn),復(fù)合使用可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提高水性聚氨酯的性能和擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。因此,研究兼有磺酸和羧酸兩種親水性基團(tuán)水性聚氨酯具有十分現(xiàn)實(shí)意義。
通過(guò)對(duì)水性聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行前、后兩次親水?dāng)U鏈,將含羧酸和磺酸基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑同時(shí)引入到聚氨酯分子主鏈上來(lái),使水性聚氨酯兼具羧酸、磺酸型水性聚氨酯共同特點(diǎn),既容易實(shí)現(xiàn)水性聚氨酯高固含量化,有效規(guī)避了磺酸和羧酸型水性聚氨酯各自的缺點(diǎn),然后通過(guò)樹枝狀大分子對(duì)高固含量水性聚氨酯進(jìn)行改性,將樹枝狀大分子引入到水性聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中去,利用樹枝狀大分子結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)改善樹脂性能。研究探討不同親水基團(tuán)對(duì)水性聚氨酯乳液性能的影響,以及樹枝狀大分子改性對(duì)高固含量水性聚氨酯樹脂性能的影響。通過(guò)研究磺酸和羧酸親水基團(tuán)對(duì)水性聚氨酯分子結(jié)構(gòu)及乳液性能的影響,以期制備一種物理機(jī)械性能良好,耐水、耐熱、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高固含量水性聚氨酯樹脂,這是基于水性合成革加工技術(shù)的需要,采用高固含量的水性聚氨酯樹脂通過(guò)機(jī)械發(fā)泡的原理,制備類似溶劑型聚氨酯合成革濕法發(fā)泡涂層,從而替代溶劑型濕法涂層加工技術(shù)。
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