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行业动态

水性聚氨酯磺酸盐亲水剂的特征

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020-11-23     浏览次数:    
      自 1975 年 D. Dietrich 等研发出向 PU 分子链中引入离子型基团制备 WPU 技术以来,一直沿用和发展至今。研究表明,即使少量离子基团引入 PU 分子中,由于库仑力的相互作用,也会形成凝集的离子性畴,从而促进硬畴相分离,大幅度影响水性聚氨酯性能,尤其是黏结性的提高。聚合物分子链中电荷的种类(磺酸盐、羧酸盐等阴离子型,季铵盐等阳离子型以及聚氧化乙烯等非离子型)、电荷的位置(主链、侧链、链端)、离子及反离子多寡、胶粒结构与粒径等,均对水性聚氨酯黏度与性能有较大影响。工业上二氨磺酸盐和二醇磺酸盐以及二羟基羧酸盐最重要。 

      氨基磺酸盐 H 2NCH 2CH 2NHCH 2CH 2SO 3Na羟基磺酸盐 HOCH 2CH 2CH(SO 3Na)CH 2OH因 α, α – 二羟甲基丙酸(DMPA)来源渠道多,国内现广为采用。该化合物的羧酸基团受空间障碍影响, 不与异氰酸酯反应, 避免了消耗离子基团和异氰酸酯原料,或发生支化反应而导致产品黏度增大或质量劣化。DMPA 熔点高(工业品≥ 175 ℃,纯品为 190 ~ 191 ℃),又不溶于多元醇等反应物,在水和丙酮中的溶解度均低,25 ℃时分别为 0.11 g/g 和 0.01 ~ 0.02 g/g。需预先溶于N –甲基吡咯烷酮(NMP)中,才能使反应均匀而平稳地进行。该溶剂现被有些国家定为有毒、有刺激性物质,需限用。

      国外高性能水性聚氨酯多用磺酸盐亲水剂合成。与羧酸盐相比,它属强酸强碱盐,具有更强的亲水性,离子化程度高,在水中可自由解离,形成较强的库仑力; 分子间作用力强, 产生很强的静电相互作用效应,促使形成的水性聚氨酯胶粒可稳定分散于水中,具有优良贮存稳定性;分散体具有更稳定的“ 双电层 ”结构,其综合性能(如耐酸碱性、耐电解质性、耐水解性、力学性能稳定性、与助剂相容性以及胶膜性能等)更优。由其制得的水性聚氨酯的胶膜初黏性高,使较低硬度的水性聚氨酯具有较高拉伸强度和撕裂强度,力学性能良好。以磺酸基计算,合成水性聚氨酯时用量较低,制得的乳液固含量高,黏度低,在较宽 pH(5 ~ 7)范围内稳定,外观再现性佳。一般磺酸型亲水剂的数均相对分子质量(M n)偏高,使用量大,价高,国内工业尚不常用。


      近年,国内关于磺酸型水性聚氨酯制备的报道很多。限于篇幅,不能作一一介绍。综上所述,为提高 WPU 固含量,改善其黏结性能,大多采用AAS 或氨基苯磺酸钠等与 DMPA 作混合亲水剂,以便性能互补,减少用量,提高耐水性等。因国内水性聚氨酯胶黏剂用量以鞋用和塑料复合薄膜用为多,尤其是前者,故尽力追求活化温度低的 WPU胶黏剂。由此,采用 IPDI 和 HDI 混合异氰酸酯,以期达此目的。所述文献仍均采用丙酮法,是一大不足。据悉,大陆企业真正规模化生产的较少。进一步加强工艺、工程化和生产装备的研发,并促使研发成果及早转化为生产力和效益,以满足用户需求,是当务之急。



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