有哪些因素影響水性聚氨酯乳液穩(wěn)定性?
發(fā)布時(shí)間:2023/8/16
乳液穩(wěn)定性是聚氨酯乳液的首要性能,即規(guī)定在一定儲(chǔ)放期限內(nèi)不出現(xiàn)沉淀變質(zhì),室內(nèi)溫度儲(chǔ)放最少1a之上。熵排斥理論可以說(shuō)明非離子型乳液的穩(wěn)定性,水合作用還可以提高分散體的穩(wěn)定性。有些人對(duì)比了兩種親水?dāng)U鏈劑如二羥甲基丙酸(DMPA)和N,N-二羥乙基鄰苯甲酸酰胺合成乳液的穩(wěn)定性,覺(jué)得擴(kuò)鏈劑的酸性是主要影響要素。對(duì)陰離子型PU乳液的穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn):DMPA使用量超過(guò)0.22mol/kg時(shí),就可制取室內(nèi)溫度存儲(chǔ)穩(wěn)定期超過(guò)1a、急性熱穩(wěn)定期超過(guò)60的穩(wěn)定乳液。國(guó)內(nèi)專家學(xué)者探討了離子基團(tuán)的濃度與乳液穩(wěn)定性的關(guān)系,發(fā)覺(jué)伴隨著離子基團(tuán)的減少,PU分散體的外觀由透明溶液過(guò)渡到半透明→半透明藍(lán)光乳液→白色乳液→不穩(wěn)定乳液。換句話說(shuō),隨離子基團(tuán)濃度的增高,乳液的穩(wěn)定性隨之提升。但是隨著離子基團(tuán)濃度的提升,乳液涂膜的親水性也在不斷增加,涂膜耐水性下降,因而乳液的穩(wěn)定性與耐水性應(yīng)協(xié)調(diào)一致。
干擾乳液存儲(chǔ)穩(wěn)定性有兩種關(guān)鍵因素:聚氨酯微粒的粒徑及聚氨酯的耐水解性。
粒徑及其對(duì)性能的影響前已經(jīng)說(shuō)過(guò)。若要知道粒徑的影響,可以通過(guò)離心加速沉降試驗(yàn)?zāi)M存儲(chǔ)穩(wěn)定性。通常是在離心機(jī)中以3000r/min轉(zhuǎn)速離心沉降15min后,若無(wú)沉淀,可以理解為有6個(gè)月的存儲(chǔ)穩(wěn)定期。
若聚氨酯耐水性差,則可以在存儲(chǔ)過(guò)程緩慢降解,造成羧基,降低H值,使乳液凝聚??梢酝ㄟ^(guò)加熱加速試驗(yàn)?zāi)M長(zhǎng)期耐水解性能。
乳液的穩(wěn)定性與中和度關(guān)系也非常大。曾有些人以TDI、N210、DMPA為基本原料,三乙胺作中和劑,用丙酮法合成了水性聚氨酯乳液。探討了三乙胺使用量對(duì)水性聚氨酯乳液性能的影響。發(fā)覺(jué):三乙胺使用量提升,乳液粒徑減小,黏度增大,有益于乳液穩(wěn)定。當(dāng)中和度增大到100%時(shí),DMPA中的—COOH才完全中和成鹽,造成離子中心,起到穩(wěn)定乳液的作用。主要是因?yàn)殡S著中和度的提升,分子中—COO陰離子的活性中心數(shù)增多,使分子鏈的親水性提升,減弱了分子鏈的相互纏結(jié),提升了水對(duì)聚合物的水化作用,使乳膠粒子增多,粒徑減小,表現(xiàn)出了較好的分散性。
冷凍穩(wěn)定性同樣是在實(shí)際應(yīng)用中考慮到的一個(gè)因素。在存儲(chǔ)過(guò)程應(yīng)避免凍結(jié)和長(zhǎng)期高溫。酸性物質(zhì)及多價(jià)金屬離子會(huì)讓陰離子型聚氨酯乳液造成凝聚,干擾乳液存儲(chǔ)穩(wěn)定性;陽(yáng)離子型應(yīng)避免堿影響其穩(wěn)定性。
責(zé)任編輯:安大華泰
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