江苏7位数:聚氨酯膠粘劑的合成方法

點擊次數:   更新時間:18/08/03 17:23:08     來源:江苏7位数關閉分    享:
  聚氨酯膠粘劑的合成方法分為外乳化法和自乳化法。比較而言,外乳化法制備的乳液中,由于親水性小分子乳化劑的殘留,使得固化后聚氨酯膠膜的性能收到一定的影響,而采用自乳化法則可以消除此弊病,因此,水性聚氨酯的制備目前以離子型自乳化法為主。
  自乳化法,主要分為預聚體法、丙酮法及熔融分散法三種。
  一、預聚體法
  預聚體法即在預聚體中導人親水成分,從而得到一定粘度范圍的預聚體,在水中發生乳化的同時進行鏈增長,最終制得穩定的聚氨酯膠粘劑(水性聚氨酯—脲)。洛陽天江化工的專家提醒,此法僅適用于脂肪族或脂環族聚氨酯水分散體的合成,而價格低且性能優良的芳香族端異氰酸酯預聚體與水的反應則較快,因此在水中胺擴鏈的效果較差。
  二、丙酮法
  丙酮法屬于溶液法,是以有機溶劑稀釋或溶解聚氨酯(或預聚體),再進行乳化的方法。在溶劑存在的情況下,預聚體與親水性擴鏈劑進行擴鏈反應,生成分子量較高的聚氨酯,反應過程中可根據需要加人適量溶劑以降低聚氨酯溶液的粘度,使之易于攪拌,之后加水進行分散,使之形成乳液,最后蒸去溶劑。溶劑以丙酮、甲乙酮居多,故稱為丙酮法。
  丙酮法和預聚體法的主要區別是,在丙酮法中,聚氨酯先預聚成分子量較大的預聚體,但由于分子量越大的預聚體粘度也越大,因此必須加入適量溶劑進行稀釋以降低預聚體的粘度;而預聚體法中根據需要可加或不加少量丙酮等溶劑。這兩者的概念有所交叉,有的乳化方法既屬于丙酮法又屬于預聚體法。
  與預聚體法相比,丙酮法的優點是丙酮、甲乙酮的沸點低且與水互溶,同時易于回收處理,整個體系均勻,操作方便。此外,由于粘度降低的同時也濃度也有所降低,因此,有利于在乳化之前制得高分子量的預聚體或聚氨酯樹脂,與單純預聚體法相比,所得乳液的膜性能要好得多。而單純預聚體法由于粘度的限制,為了便于剪切分散,預聚體的分子量不能太高,可能會影響聚氨酯膠粘劑的性能。例如,粘度高容易使得乳化困難,粒徑大,乳液穩定性差;預聚體的分子量越小則異氰酸酯基團的含量越高,乳化后形成的脲鍵也越多,從而使得膠膜較硬,缺乏柔軟性。
  與預聚體法相比,丙酮法的缺點在于工藝的控制十分困難,在預聚體交聯階段容易出現凝膠,并耗費大量的丙酮溶劑,且溶劑回收困難,獲得的產品交聯度也較低。
  三、熔融分散法
  熔融分散法又稱為熔體分散法或預聚體分散甲醛擴鏈法。此法的具體操作步驟為:預先合成含叔胺基團(或離子基團)的端異氰酸酯基團預聚體,再與尿素(或氨水)在本體體系中進行反應,形成聚氨酯雙縮二脲(或含離子基團的端脲基)低聚物,并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態繼續反應,繼續季胺化。聚氨酯雙縮二脲低聚物具有足夠的親水性,與加酸的稀水溶液形成均相溶液,再與甲醛水溶液反應進行羥甲基化,含羥甲基的聚氨酯雙縮二脲能在50—130℃用無限水稀釋,形成穩定乳液。當降低體系的pH值時,能在分散相中進行縮聚反應,形成高分子量聚氨酯。含離子基團的端異氰酸酯預聚體形成端脲基或縮二脲基聚氨酯低聚物后,則直接在熔融狀態乳化于水,再加甲醛水溶液進行羥甲基化及擴鏈反應。
  熔融分散法的缺點在于脲基與異氰酸酯的反應活性較低,與羧基的反應活性相當,端異氰酸酯預聚體與脲素反應需要在140℃或催化劑作用下進行,常用作內乳化基團的羧基也將與異氰酸酯反應。此方法僅適合非羧酸基水分散聚氨酯的合成。此外,甲醛在體系中會有少量殘留,因其具有強烈的刺激性,從而使得采用此工藝合成的水基聚氨酯分散體的使用受到限制。

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