❶ 誰知道水性聚氨酯防水材料的原料和生產方法
水性聚氨酯制備使用的原料和方法
一、水性聚氨酯制備用原料
1.低聚物多元醇 水性聚氨酯膠粘劑制備中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多,有時還使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品種低聚物多元醇。 聚醚型聚氨酯低溫柔順性好,耐水性較好,且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的價格比聚酯二醇低,因此,我國的水性聚氨酯研製開發大多以聚氧化丙烯二醇為主要低聚物多元醇原料。由聚四氫呋喃醚二醇製得的聚氨酯機械強度及耐水解性均較好,惟其價格較高,限制了它的廣泛應用。 聚酯型聚氨酯強度高、粘接力好,但由於聚酯本身的耐水解性能比聚醚差,故採用一般原料製得的聚酯型水性聚氨酯,其貯存穩定期較短。
2. 異氰酸酯 制備聚氨酯乳液常用的二異氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯,以及IPDI、HDI、H12MDI等脂肪族、脂環族二異氰酸酯。由脂肪族或脂環族二異氰酸酯製成的聚氨酯,耐水解性比芳香族二異氰酸酯製成的聚氨酯好,因而水性聚氨酯產品的貯存穩定性好。國外高品質的聚酯型水性聚氨酯一般均採用脂肪族或脂環族異氰酸酯原料製成,而我國受原料品種及價格的限制,大多數僅用TDI為二異氰酸酯原料。 多亞甲基多苯基多異氰酸酯一般用於制備乙烯基聚氨酯乳液和異氰酸酯乳液。
3. 擴鏈劑 水性聚氨酯制備中常常使用擴鏈劑,其中可引入離子基團的親水性擴鏈劑有多種,除了類特種擴鏈劑外,經常還使用1,4-丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亞乙基三胺等擴鏈劑。由於胺與異氰酸酯的反應活性比水高,可將二胺擴鏈劑混合於水中或製成酮亞胺,在乳化分散的同時進行擴鏈反應。
4. 水 水是水性聚氨酯膠粘劑的主要介質,為了防止自來水中的Ca2+、Mg2+等雜質對陰離子型水性聚氨酯穩定性的影響,用於制備水性聚氨酯的水一般是蒸餾水或去離子水。除了用作聚氨酯的溶劑或分散介質,水還是重要的反應性原料,合成水性聚氨酯目前以預聚體法為主,在聚氨酯預聚體分散與水的同時,水也參與擴鏈。由於水或二胺的擴鏈,實際上大多數水性聚氨酯是聚氨酯-脲乳液(分散液),聚氨酯-脲比純聚氨酯有更大的內聚力和粘接力,脲鍵的耐水性比氨酯鍵好。
5. 親水性擴鏈劑 親水性擴鏈劑就是能引入親水性基團的擴鏈劑。這類擴鏈劑是僅在水性聚氨酯制備中使用的特殊原料。這類擴鏈劑中常常含有羧基、磺酸基團或仲胺基,當其結合到聚氨酯分子中,使聚氨酯鏈段上帶有能被離子化的功能性基團。
(1)羧酸型擴鏈劑 二羥甲基丙酸 簡稱DMPA,全稱2,2-二羥甲基丙酸,又稱α,α-雙羥甲基丙酸,在國內外是聚氨酯乳液常用的一種親水性擴鏈劑,早在六、七十年代在德國、美國等國家就用於制備聚氨酯乳液。90年代初我國成都某廠已能小批量生產。該擴鏈劑為白色結晶,熔點較高,貯存穩定,因其分子量小(Mw134),較少的用量就能提供足夠的羧基量。DMPA的一種制備方法是:由甲醛和丙醛合成二羥甲基丙醛,再用過氧化氫氧化成二羥甲基丙酸。 二羥基半酯 半酯是醇與二元酸酐反應的產物,一般醇與酸酐的摩爾比為1:1,酸酐的一個羧基被酯化,而保留另一個羧基。用於聚氨酯乳液的半酯類擴鏈劑制備中,所用的醇類化合物一般為小分子三醇或低聚物三醇,例如甘油、低分子量聚醚三醇。這樣就能生成含羧基的二羥基化合物。三醇的分子量一般在約100~2000之間。可用於制備半酯的酸酐有順丁烯二酸酐(順酐)、鄰苯二甲酸酐(苯酐)、丁二酸酐、戊二酸酐等。半酯一般需自製。
二、水性聚氨酯的製法有以下幾種:
1、溶液法(亦稱丙酮法)把端異氰酸基預聚體溶於低沸點能與水互溶的溶劑中(丙酮最常用,因此此方法亦稱丙酮法),與親水性官能基的化 合物反應,生成聚氨酯離聚物,加水攪拌實現相轉移,蒸餾法回收丙酮,得水性聚氨酯乳液。過程如下: 此法是目前最常用、最重要的方法,步驟復便且重現性好。幾乎所有的線型聚氨酯都可以用此法植入離子體,再分散於水相中成為水分散液。其分散液粒徑為0.03~0.5μm,粒度可變范圍較廣,可為不透明或半透明或乳白色熱塑性聚氨酯乳液。
2、預聚體分散法 此過程不需要大量溶劑,避免了回收溶劑的麻煩,同時也符合低VOC和無VOC未來環保要求的趨勢。此工藝過程的第一步也是先合成端-NCO基預聚體,再植入離子基,使成為離子性齊聚物,加水並強烈攪拌,此間,聚氨酯預聚體形成水分散液和端-NCO基與水進行的擴鏈反應同時發生。加入二元胺作擴鏈劑可以減少-NCO與水反應的幾率,最終生成聚氨酯-脲水分散液。過程如下: 此法較丙酮法簡單,無須溶劑回收工序,節能,但產品性能稍差於丙酮法。通常是把預聚體在強烈攪拌下加入水中分散,如果-NCO活性較低或者使用高剪切力混合分散裝置也可以反加料分散,即把水加入預聚體中。此法製得乳液粒徑為0.1~0.5μm,且可製得具有不同交聯度的聚氨酯乳液。
3、熔融分散法 將聚酯或聚醚二醇、叔胺和異氰酸酯在熔融狀態下制備預聚體,用過量尿素終止使生成親水性的雙縮二脲離聚物,再將其在甲醛水溶液中分散,使發生羥甲基化反應,生成羥甲基雙縮二脲聚氨酯齊聚物,用水稀釋即可得聚氨酯雙脲乳液。實際上是在低pH值情況下,分散相之間的縮聚反應從而達到擴鏈和交聯的目的。此法反應較易控制,不需溶劑,同時也不要求高效混合裝置,可製成粒徑為0.03~10μm之間的分散膠粒,分散液穩定,適宜大規模工業化生產,能制備委員長中交聯度的聚氨酯乳液。
此外,水性聚氨酯的制備方法還有酮亞胺法(Ketimine)、酮吖嗪法(Ketazine)。此兩種方法分別用酮亞胺(酮與二胺的縮合物)和酮吖嗪(酮和肼的縮合物)作潛擴鏈劑,在一般條件下它們不會與異氰酸酯反應,一旦遇水後便開始水解反應,其水解產物除了酮以外,分別為二胺和肼,而水解速度遠遠快於異氰酸酯與水的反應,其水解歷程如下式所示: 此過程中,水解反應產物二胺和肼充當分散於水中預聚體的擴散劑,擴鏈反應與水分散幾乎同步進行,直到水加入出現相轉移現象時方止。本 法須使用溶劑和分散裝置,可製得粒徑為0.03~1μm的分散液。 端異氰酯預聚體在乳化劑作用下,使用高剪切力攪拌裝置,強行分散,同時使用二胺作擴鏈劑也能製得聚氨酯乳液。為了降低預聚體粘度可適當加些溶劑,此法獲得的乳液粒徑大,約為0.7~3μm,穩定性差,易發生相分離並產生凝膠,成膜性能差,成膜需加熱到100℃以上方能獲得一定強度。
❷ 聚氨酯的原料是什麼作用原理是什麼
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯,是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團 (NHCOO )的大分子化合物的統稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團。
聚氨酯硬質泡沫發泡工藝
分為如下三種:
一、預聚體法
預聚體法發泡工藝是將(白料)和(黑料)先製成預聚體,然後在預聚體中加入水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等在高速攪拌下混合進行發泡,固化後在一定溫度下熟化即可。
二、半預聚體法
半預聚體法的發泡工藝是將部分聚醚多元醇(白料)和二異氰酸酯(黑料)先製成預聚體,然後將另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二異氰酸酯、水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等加入,在高速攪拌下混合進行發泡。
三、一步發泡工藝
將聚醚或聚酯多元醇(白料)和多異氰酸酯(黑料)、水、催化劑、表面活性劑、發泡劑、其他添加劑等原料一步加入,在高速攪拌下混合後進行發泡。
一步發泡工藝是目前普遍採用的工藝。另外還有手工發泡法,那是最簡便的方法,將所有原料准確稱量後,置於一個容器中,然後立即將這些原料混合均勻,注入模具或需要充填泡沫塑料的空間中即可。注意:稱量時一定要將多異氰酸酯(黑料)最後稱入。
聚氨酯硬泡一般為室溫發泡,成型工藝比較簡單。按施工機械化程度可分為手工發泡及機械發泡;按發泡時的壓力可分為高壓發泡及低壓發泡;按成型方式可分為澆注發泡及噴塗發泡。
泡沫分類:
聚氨酯泡沫分為聚氨酯PU軟泡沫和聚氨酯PIR硬泡沫,其中,聚氨酯PU軟泡沫的燃燒性能等級為B2甚至是B3;聚氨酯PIR硬泡沫的燃燒性能根據GB 8624-1997測定為難燃B1級。可以用做建築材料、通風管道等領域
❸ 聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯可以合成復合樹脂嗎
聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯可以合成復合樹脂嗎
用異佛爾酮二異氰酸酯 (IPDI)、聚丙二醇回(PPG)和二答羥甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散體(WPU),討論了PPG摩爾質量,NCO/OH及PPG/DMPA比 例對WPU乳液和塗膜性能的影響。
❹ 水性丙烯酸樹脂比水性聚氨酯樹脂有什麼區別
丙烯酸樹脂組合物,包含下列丙烯酸樹脂(1)和(2):丙烯酸樹脂(1):一種丙烯酸樹脂,含有由單體(a)衍生的結構單元(結構單元(a))、由單體(b)衍生的結構單元(結構單元(b))和由單體(c)衍生的結構單元(結構單元(c)),且結構單元(c)的含量介於0.05~5重量份,以丙烯酸樹脂(1)為100重量份計;丙烯酸樹脂(2):一種直鏈丙烯酸樹脂,含有結構單元(a)作為主要組分;(a)通式(A)的(甲基)丙烯酸酯(如圖),其中 R1代表氫原子或甲基基團,R2代表1~14個碳原子的烷基基團或1~14個碳原子的芳烷基基團,而烷基基團R2中的氫原子或者芳烷基基團R2中的氫原子可被1~10個碳原子的烷氧基基團取代,(b)分子中含有一個烯屬雙鍵和至少一個5-或更多元雜環基團的單體,(c)分子中含有至少兩個烯屬雙鍵的單體。
水性聚氨酯合成用聚合物多元醇及小分子多元醇同油性聚氨酯,多異氰酸酯主要選擇IPDI、TDI和HDI。此外,要引入親水單體,其攜帶的親水基團。
親水單體(親水性擴鏈劑)
親水性擴鏈劑是水性聚氨酯制備中使用的水性化功能單體,它能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團。陰離子型擴鏈劑中帶有羧基、磺酸基等親水基團,結合有此類基團的聚氨酯預聚體經鹼中和離子化,即呈現水溶性。常用的產品有:二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、1,4-丁二醇-2-磺酸鈉。
目前陰離子型水性聚氨酯合成的水性單體主要選用DMPA, DMBA活性比DMPA大,熔點低,可用於無助溶劑水性聚氨酯的合成,使VOC降至接近0。DMPA、DMBA為白色結晶(或粉末),使用方便。合成叔胺型陽離子水性聚氨酯時,應在聚氨酯鏈上引人叔胺基團,再進行季叔胺鹽化(中和)。而季胺化工序較為復雜,這是陽離子水性聚氨酯發展落後陰離子水性聚氨酯的原因之一。
這2種水性樹脂可以相溶的,成為改性樹脂,互補相互的短板,提高產品性能和性價比,這種合成技術,國內的寶景化工,做的不錯,詳情可以聯系他們了解。
❺ 高性能聚氨酯彈性體 是什麼材料
基本實現耐寒,耐黃變性質的彈性體,普通材質有TDI,MDI,聚酯,聚醚多元醇構成,容易黃變,同時耐低溫性能不好;
高性能,主要是更改合成的原料製得,IPDI,PTMG等,以實現高性能
❻ 水性聚氨酯樹脂價格
隨著我們國家發展越來越進步,國家對環境也越來越重視了。所以出現了很多新型的環保材料,其中水性聚氨酯樹脂就是非常有代表性的。在塗料,粘合劑等領域得到應用,水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。我們家裡所使用的塗料,粘合劑都含有水性聚氨酯樹脂。水性聚氨酯樹脂不但環保而且還沒有毒性,但是很多朋友都不了解水性聚氨酯樹脂,那麼接下來小編就給大家說說水性聚氨酯樹脂的知識。
水性聚氨酯樹脂價格
進入90年代,隨著人們環保意識以及環保法規的加強,環境友好的水性聚氨酯的研究、開發日益受到重視,其應用已由皮革塗飾劑不斷擴展到塗料、黏合劑等領域,正在逐步佔領溶劑型聚氨酯的市場,代表著塗料、黏合劑的發展方向。令人奇怪的是,在水性樹脂中,水性聚氨酯仍然也是優秀樹脂的代表,是現代水性樹脂研究的熱點之一。
武漢仕全興直銷水性聚氨酯樹脂:¥20
聚邦高固含水性聚氨酯樹脂:¥32
聚氨酯樹脂pu-2591水性聚氨酯樹脂:¥22
欣欣廠家直銷非固化水性聚氨酯樹脂:¥24
(價格來源網路,僅供參考)
水性聚氨酯樹脂種類
以親水性基團的電荷性質
水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型產量最大、應用最廣。陰離子型水性聚氨酯又可分為羧酸型和磺酸型兩大類。近年來,非離子型水性聚氨酯在大分子表面活性劑、締合型增稠劑方面的研究越來越多。陽離子型水性聚氨酯滲透性好,具有抗菌、防霉性能,主要用於皮革塗飾劑。
以合成用單體分
水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分為芳香族、脂肪族、芳脂族和脂環族,或具體分為TDI型、IPDI型,MDI型,等等。芳香族水性聚氨酯同油性聚氨酯類似具有明顯的黃變性,耐候性較差,屬於低端普及型產品;脂肪族水性聚氨酯則具有很好的保色性,耐候性,但價格高,屬於高端產品;芳脂族和脂環族的性能居於二者之間。
水性聚氨酯的應用
皮革塗飾劑
水性聚氨酯的基本用途是作皮革塗飾劑。我國也有規模生產。
聚氨酯樹脂柔韌、耐磨,可用作天然皮革及人造革的塗層劑及補傷劑;水性聚氨酯塗飾劑克服了丙烯酸乳液塗飾劑「熱粘冷脆」的弱點,其處理的皮革手感柔軟、滑爽、豐滿、光亮,真皮感極強,可極大提高皮具檔次,增強市場競爭力。
早期的水性聚氨酯是線形的,具熱塑性;為了提高其強度、硬度、耐水性、耐溶劑性,可通過引入三官能度單體形成適當的分支或外加交聯劑。
水性聚氨酯塗料
溶劑型聚氨酯塗料是一種高檔的塗料品種,九十年代產量提高很快;但常規的溶劑型聚氨酯塗料含有約40%的有機溶劑,因此塗料VOC(揮發性有機物)帶給大氣的污染非常巨大。21世紀塗料的發展方向之一是環保型塗料,即低污染或無污染塗料。主要包括高固體份塗料、水性塗料、粉末塗料和輻射固化塗料。其中,水性塗料是最重要的一類。
目前,以水性聚氨酯分散體為基料的塗料在發達國家發展很快,使用於木材、金屬及塑料等底材的水性聚氨酯產品不斷投放市場,其中有些產品已經打入我國市場。
以上就是小編給大家詳細水性聚氨酯樹脂的知識,希望我們的分享能夠對大家有所幫助。水性聚氨酯樹脂是我們生活中新型的環保材料,並且在塗料,粘合劑中是經常被應用的。而水性聚氨酯樹脂塗料包括高固體份塗料、水性塗料、粉末塗料和輻射固化塗料。這些塗料都是非常常用的,不但非常具有環保性,而且對我們身體也是沒有任何危害的。而水性聚氨酯樹脂塗料的手感柔軟、滑爽、豐滿、光亮,真皮感極強。
❼ 水性聚氨酯樹脂的水性聚氨酯的合成原理
目前,陰離子型水性聚氨酯最為重要,芳香族水性聚氨酯合成的化學原理版可用下列反應式表示權:
在中和之後加水乳化的同時,水也起到擴鏈劑的作用,擴鏈後大分子的端-NCO基團轉變為-NH2,進一步同-NCO反應,通過脲基(-NH-CO-NH-)使水性聚氨酯的分子量進一步提高。
脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二異氰酸酯(如IPDI、TMXDI)為單體,其活性較低,因此,其在水中的擴鏈是通過加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺(多乙烯多胺)進行;此法溶劑用量低,無須脫除溶劑,工藝更可靠,可以實現真正意義上的綠色工藝生產。
❽ 水性聚氨酯樹脂添加什麼讓它硬化
提高水性聚氨酯樹脂的硬度,可通過引入三官能度單體形成適當的分支或外加交聯劑。
(1)內交聯法
為提高塗膜的機械性能和耐水性,可直接合成具有適度交聯度的水性聚氨酯,通常可採用以下方法加以實現:
①在合成預聚物時,引入適量的多官能度(通常為三官能度)的多元醇和多異氰酸酯,常用的物質為TMP、HDI三聚體、IPDI三聚體等。
②脂肪族水性聚氨酯可以採用適量多元胺進行擴鏈,使形成的大分子具有微交聯結構,常用的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺等。
③同時採用(1)和(2)兩種方法。
對水性聚氨酯進行內交聯改性,關鍵要掌握好內交聯度,內交聯度太低,改性效果不明顯,若太高將影響其成膜性能。
(2)自交聯法
所謂自交聯法是指在水性聚氨酯成膜後,能自動進行化學反應實現交聯,提高塗膜的交聯度,改善塗膜的性能。因此必須對水性聚氨酯的大分子結構進行改性。例如可以引入乾性油脂肪酸(雙鍵結構)以及多烷氧基硅單元等方法加以實現,使得其在成膜後能發生自動氧化交聯反應和水解縮合反應,提高綜合性能。該法應用較廣,市場上已有相關產品應市。
(3)外加交聯劑法
採用自乳化法制備的陰離子型水性聚氨酯成膜後仍含有大量的羧基,使塗膜的耐水性變差。同溶劑型雙組分PU一樣,水性聚氨酯在施工前可添加外交聯劑,成膜後與塗膜中的羧基和外交聯劑的可反應基團反應,消除塗膜的親水基團,可大幅度提高塗膜的耐水性,同時也對塗膜的力學性能有一定改善。常用的交聯劑有多氮丙啶、碳化二亞胺,以及水可分散多異氰酸酯、環氧樹脂、氨基樹脂、環氧硅氧烷等。
水性聚氨酯的合成可分為兩個階段。第一階段為預逐步聚合,即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液(或本體)逐步聚合生成分子量為103量級的水性聚氨酯預聚體;第二階段為中和後預聚體在水中的分散和擴鏈。
早期水性聚氨酯的合成採用強制乳化法。即先制備一定分子量的聚氨酯聚合物,然後在強力攪拌下將其分散於加有一定乳化劑的水中。該法需要外加乳化劑,乳化劑用量大,而且乳液粒徑大、分布寬、穩定性差,目前已經很少使用。
現在,水性聚氨酯的乳化主要採用內乳化法。該法利於水性單體在聚氨酯大分子鏈上引入親水的離子化基團或親水嵌段:-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac,-OCH2CH2-等,在攪拌下自乳化而成乳液(或分散體)。這種乳液穩定性好,質量穩定。根據擴鏈反應的不同,自乳化法主要有丙酮法和預聚體分散法。
丙酮法
丙酮法在預聚中期、後期用丙酮或丁酮降低黏度,經過中和,高速攪拌下加水分散,減壓脫除溶劑,得到水性聚氨酯分散體。該法工藝簡單,產品質量較好,缺點是溶劑需要回收,回收率低,且難以重復利用。目前,我國主要使用該法合成普通型芳香族水性聚氨酯。
預聚體分散法
即先合成帶有-NCO端基的預聚體,通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮調整黏度,高速攪拌下將其分散於溶有二(或多)元胺的水中,同時擴鏈得高分子量得水性聚氨酯。美國等發達國家主要利用該法合成高檔脂肪族水性聚氨酯。
❾ 聚氨酯的原料有哪些
製造聚氯酯的原料抄種類較多,襲除了多異氰酸酯和多羥基化合物以外,有溶荊、催化劑及其他輔助材料。
(1)異氰酸酯主要是二異氰酸酯,分為芳香族和脂肪族兩大類。屬芳香族的有甲苯二異氰酸酯(TDl)、二苯甲烷二異氰酸酯(MDl)等;屬脂肪族的有六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等。
(2)多羥基化合物
多元醇、蓖觫油及其衍葉=物,聚酯和聚醚等。
(3)溶劑
酯類主要指不含水、游離酸和醇的酯類,如醋酸乙酯、醋酸1酯等;酮類,如蝦已酮;烴類溶劑,如二甲苯,但要與其他溶劑合用。
(4)催化劑主要是指叔胺婁.金屬化合物和有機膦。如叔胺類的甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺等。金屬化合物的二丁基二月桂酸錫、環烷酸鉛、環烷酸鋅、環烷酸鈷等。有機膦的三丁基膦、三乙基膦等。
希望能對你有一些幫助。
❿ 聚氨酯的原材料是什麼
聚氨酯樹脂的原材料主要分為兩大類:1.多異氰酸酯及其預聚物,單體異氰酸酯主回要有TDI、MDI、IPDI等,預聚物主要答有TDI-TMP聚合物、TDI三聚體、異氰酸酯基封端聚醚聚酯等;2.含有活潑氫的化合物,主要有胺類、醇類、水等。