❶ 谁知道水性聚氨酯防水材料的原料和生产方法
水性聚氨酯制备使用的原料和方法
一、水性聚氨酯制备用原料
1.低聚物多元醇 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多,有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。 聚醚型聚氨酯低温柔顺性好,耐水性较好,且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低,因此,我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好,惟其价格较高,限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好,但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差,故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯,其贮存稳定期较短。
2. 异氰酸酯 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯,以及IPDI、HDI、H12MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯,耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好,因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成,而我国受原料品种及价格的限制,大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。
3. 扩链剂 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂,其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种,除了类特种扩链剂外,经常还使用1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高,可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺,在乳化分散的同时进行扩链反应。
4. 水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质,为了防止自来水中的Ca2+、Mg2+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响,用于制备水性聚氨酯的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质,水还是重要的反应性原料,合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主,在聚氨酯预聚体分散与水的同时,水也参与扩链。由于水或二胺的扩链,实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯-脲乳液(分散液),聚氨酯-脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力,脲键的耐水性比氨酯键好。
5. 亲水性扩链剂 亲水性扩链剂就是能引入亲水性基团的扩链剂。这类扩链剂是仅在水性聚氨酯制备中使用的特殊原料。这类扩链剂中常常含有羧基、磺酸基团或仲胺基,当其结合到聚氨酯分子中,使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团。
(1)羧酸型扩链剂 二羟甲基丙酸 简称DMPA,全称2,2-二羟甲基丙酸,又称α,α-双羟甲基丙酸,在国内外是聚氨酯乳液常用的一种亲水性扩链剂,早在六、七十年代在德国、美国等国家就用于制备聚氨酯乳液。90年代初我国成都某厂已能小批量生产。该扩链剂为白色结晶,熔点较高,贮存稳定,因其分子量小(Mw134),较少的用量就能提供足够的羧基量。DMPA的一种制备方法是:由甲醛和丙醛合成二羟甲基丙醛,再用过氧化氢氧化成二羟甲基丙酸。 二羟基半酯 半酯是醇与二元酸酐反应的产物,一般醇与酸酐的摩尔比为1:1,酸酐的一个羧基被酯化,而保留另一个羧基。用于聚氨酯乳液的半酯类扩链剂制备中,所用的醇类化合物一般为小分子三醇或低聚物三醇,例如甘油、低分子量聚醚三醇。这样就能生成含羧基的二羟基化合物。三醇的分子量一般在约100~2000之间。可用于制备半酯的酸酐有顺丁烯二酸酐(顺酐)、邻苯二甲酸酐(苯酐)、丁二酸酐、戊二酸酐等。半酯一般需自制。
二、水性聚氨酯的制法有以下几种:
1、溶液法(亦称丙酮法)把端异氰酸基预聚体溶于低沸点能与水互溶的溶剂中(丙酮最常用,因此此方法亦称丙酮法),与亲水性官能基的化 合物反应,生成聚氨酯离聚物,加水搅拌实现相转移,蒸馏法回收丙酮,得水性聚氨酯乳液。过程如下: 此法是目前最常用、最重要的方法,步骤复便且重现性好。几乎所有的线型聚氨酯都可以用此法植入离子体,再分散于水相中成为水分散液。其分散液粒径为0.03~0.5μm,粒度可变范围较广,可为不透明或半透明或乳白色热塑性聚氨酯乳液。
2、预聚体分散法 此过程不需要大量溶剂,避免了回收溶剂的麻烦,同时也符合低VOC和无VOC未来环保要求的趋势。此工艺过程的第一步也是先合成端-NCO基预聚体,再植入离子基,使成为离子性齐聚物,加水并强烈搅拌,此间,聚氨酯预聚体形成水分散液和端-NCO基与水进行的扩链反应同时发生。加入二元胺作扩链剂可以减少-NCO与水反应的几率,最终生成聚氨酯-脲水分散液。过程如下: 此法较丙酮法简单,无须溶剂回收工序,节能,但产品性能稍差于丙酮法。通常是把预聚体在强烈搅拌下加入水中分散,如果-NCO活性较低或者使用高剪切力混合分散装置也可以反加料分散,即把水加入预聚体中。此法制得乳液粒径为0.1~0.5μm,且可制得具有不同交联度的聚氨酯乳液。
3、熔融分散法 将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体,用过量尿素终止使生成亲水性的双缩二脲离聚物,再将其在甲醛水溶液中分散,使发生羟甲基化反应,生成羟甲基双缩二脲聚氨酯齐聚物,用水稀释即可得聚氨酯双脲乳液。实际上是在低pH值情况下,分散相之间的缩聚反应从而达到扩链和交联的目的。此法反应较易控制,不需溶剂,同时也不要求高效混合装置,可制成粒径为0.03~10μm之间的分散胶粒,分散液稳定,适宜大规模工业化生产,能制备委员长中交联度的聚氨酯乳液。
此外,水性聚氨酯的制备方法还有酮亚胺法(Ketimine)、酮吖嗪法(Ketazine)。此两种方法分别用酮亚胺(酮与二胺的缩合物)和酮吖嗪(酮和肼的缩合物)作潜扩链剂,在一般条件下它们不会与异氰酸酯反应,一旦遇水后便开始水解反应,其水解产物除了酮以外,分别为二胺和肼,而水解速度远远快于异氰酸酯与水的反应,其水解历程如下式所示: 此过程中,水解反应产物二胺和肼充当分散于水中预聚体的扩散剂,扩链反应与水分散几乎同步进行,直到水加入出现相转移现象时方止。本 法须使用溶剂和分散装置,可制得粒径为0.03~1μm的分散液。 端异氰酯预聚体在乳化剂作用下,使用高剪切力搅拌装置,强行分散,同时使用二胺作扩链剂也能制得聚氨酯乳液。为了降低预聚体粘度可适当加些溶剂,此法获得的乳液粒径大,约为0.7~3μm,稳定性差,易发生相分离并产生凝胶,成膜性能差,成膜需加热到100℃以上方能获得一定强度。
❷ 聚氨酯的原料是什么作用原理是什么
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (NHCOO )的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。
聚氨酯硬质泡沫发泡工艺
分为如下三种:
一、预聚体法
预聚体法发泡工艺是将(白料)和(黑料)先制成预聚体,然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等在高速搅拌下混合进行发泡,固化后在一定温度下熟化即可。
二、半预聚体法
半预聚体法的发泡工艺是将部分聚醚多元醇(白料)和二异氰酸酯(黑料)先制成预聚体,然后将另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等加入,在高速搅拌下混合进行发泡。
三、一步发泡工艺
将聚醚或聚酯多元醇(白料)和多异氰酸酯(黑料)、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入,在高速搅拌下混合后进行发泡。
一步发泡工艺是目前普遍采用的工艺。另外还有手工发泡法,那是最简便的方法,将所有原料准确称量后,置于一个容器中,然后立即将这些原料混合均匀,注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中即可。注意:称量时一定要将多异氰酸酯(黑料)最后称入。
聚氨酯硬泡一般为室温发泡,成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡;按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡;按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。
泡沫分类:
聚氨酯泡沫分为聚氨酯PU软泡沫和聚氨酯PIR硬泡沫,其中,聚氨酯PU软泡沫的燃烧性能等级为B2甚至是B3;聚氨酯PIR硬泡沫的燃烧性能根据GB 8624-1997测定为难燃B1级。可以用做建筑材料、通风管道等领域
❸ 聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯可以合成复合树脂吗
聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯可以合成复合树脂吗
用异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)、聚丙二醇回(PPG)和二答羟甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散体(WPU),讨论了PPG摩尔质量,NCO/OH及PPG/DMPA比 例对WPU乳液和涂膜性能的影响。
❹ 水性丙烯酸树脂比水性聚氨酯树脂有什么区别
丙烯酸树脂组合物,包含下列丙烯酸树脂(1)和(2):丙烯酸树脂(1):一种丙烯酸树脂,含有由单体(a)衍生的结构单元(结构单元(a))、由单体(b)衍生的结构单元(结构单元(b))和由单体(c)衍生的结构单元(结构单元(c)),且结构单元(c)的含量介于0.05~5重量份,以丙烯酸树脂(1)为100重量份计;丙烯酸树脂(2):一种直链丙烯酸树脂,含有结构单元(a)作为主要组分;(a)通式(A)的(甲基)丙烯酸酯(如图),其中 R1代表氢原子或甲基基团,R2代表1~14个碳原子的烷基基团或1~14个碳原子的芳烷基基团,而烷基基团R2中的氢原子或者芳烷基基团R2中的氢原子可被1~10个碳原子的烷氧基基团取代,(b)分子中含有一个烯属双键和至少一个5-或更多元杂环基团的单体,(c)分子中含有至少两个烯属双键的单体。
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,多异氰酸酯主要选择IPDI、TDI和HDI。此外,要引入亲水单体,其携带的亲水基团。
亲水单体(亲水性扩链剂)
亲水性扩链剂是水性聚氨酯制备中使用的水性化功能单体,它能在水性聚氨酯大分子主链上引入亲水基团。阴离子型扩链剂中带有羧基、磺酸基等亲水基团,结合有此类基团的聚氨酯预聚体经碱中和离子化,即呈现水溶性。常用的产品有:二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,4-丁二醇-2-磺酸钠。
目前阴离子型水性聚氨酯合成的水性单体主要选用DMPA, DMBA活性比DMPA大,熔点低,可用于无助溶剂水性聚氨酯的合成,使VOC降至接近0。DMPA、DMBA为白色结晶(或粉末),使用方便。合成叔胺型阳离子水性聚氨酯时,应在聚氨酯链上引人叔胺基团,再进行季叔胺盐化(中和)。而季胺化工序较为复杂,这是阳离子水性聚氨酯发展落后阴离子水性聚氨酯的原因之一。
这2种水性树脂可以相溶的,成为改性树脂,互补相互的短板,提高产品性能和性价比,这种合成技术,国内的宝景化工,做的不错,详情可以联系他们了解。
❺ 高性能聚氨酯弹性体 是什么材料
基本实现耐寒,耐黄变性质的弹性体,普通材质有TDI,MDI,聚酯,聚醚多元醇构成,容易黄变,同时耐低温性能不好;
高性能,主要是更改合成的原料制得,IPDI,PTMG等,以实现高性能
❻ 水性聚氨酯树脂价格
随着我们国家发展越来越进步,国家对环境也越来越重视了。所以出现了很多新型的环保材料,其中水性聚氨酯树脂就是非常有代表性的。在涂料,粘合剂等领域得到应用,水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。我们家里所使用的涂料,粘合剂都含有水性聚氨酯树脂。水性聚氨酯树脂不但环保而且还没有毒性,但是很多朋友都不了解水性聚氨酯树脂,那么接下来小编就给大家说说水性聚氨酯树脂的知识。
水性聚氨酯树脂价格
进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场,代表着涂料、黏合剂的发展方向。令人奇怪的是,在水性树脂中,水性聚氨酯仍然也是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。
武汉仕全兴直销水性聚氨酯树脂:¥20
聚邦高固含水性聚氨酯树脂:¥32
聚氨酯树脂pu-2591水性聚氨酯树脂:¥22
欣欣厂家直销非固化水性聚氨酯树脂:¥24
(价格来源网络,仅供参考)
水性聚氨酯树脂种类
以亲水性基团的电荷性质
水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型产量最大、应用最广。阴离子型水性聚氨酯又可分为羧酸型和磺酸型两大类。近年来,非离子型水性聚氨酯在大分子表面活性剂、缔合型增稠剂方面的研究越来越多。阳离子型水性聚氨酯渗透性好,具有抗菌、防霉性能,主要用于皮革涂饰剂。
以合成用单体分
水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分为芳香族、脂肪族、芳脂族和脂环族,或具体分为TDI型、IPDI型,MDI型,等等。芳香族水性聚氨酯同油性聚氨酯类似具有明显的黄变性,耐候性较差,属于低端普及型产品;脂肪族水性聚氨酯则具有很好的保色性,耐候性,但价格高,属于高端产品;芳脂族和脂环族的性能居于二者之间。
水性聚氨酯的应用
皮革涂饰剂
水性聚氨酯的基本用途是作皮革涂饰剂。我国也有规模生产。
聚氨酯树脂柔韧、耐磨,可用作天然皮革及人造革的涂层剂及补伤剂;水性聚氨酯涂饰剂克服了丙烯酸乳液涂饰剂“热粘冷脆”的弱点,其处理的皮革手感柔软、滑爽、丰满、光亮,真皮感极强,可极大提高皮具档次,增强市场竞争力。
早期的水性聚氨酯是线形的,具热塑性;为了提高其强度、硬度、耐水性、耐溶剂性,可通过引入三官能度单体形成适当的分支或外加交联剂。
水性聚氨酯涂料
溶剂型聚氨酯涂料是一种高档的涂料品种,九十年代产量提高很快;但常规的溶剂型聚氨酯涂料含有约40%的有机溶剂,因此涂料VOC(挥发性有机物)带给大气的污染非常巨大。21世纪涂料的发展方向之一是环保型涂料,即低污染或无污染涂料。主要包括高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料。其中,水性涂料是最重要的一类。
目前,以水性聚氨酯分散体为基料的涂料在发达国家发展很快,使用于木材、金属及塑料等底材的水性聚氨酯产品不断投放市场,其中有些产品已经打入我国市场。
以上就是小编给大家详细水性聚氨酯树脂的知识,希望我们的分享能够对大家有所帮助。水性聚氨酯树脂是我们生活中新型的环保材料,并且在涂料,粘合剂中是经常被应用的。而水性聚氨酯树脂涂料包括高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料。这些涂料都是非常常用的,不但非常具有环保性,而且对我们身体也是没有任何危害的。而水性聚氨酯树脂涂料的手感柔软、滑爽、丰满、光亮,真皮感极强。
❼ 水性聚氨酯树脂的水性聚氨酯的合成原理
目前,阴离子型水性聚氨酯最为重要,芳香族水性聚氨酯合成的化学原理版可用下列反应式表示权:
在中和之后加水乳化的同时,水也起到扩链剂的作用,扩链后大分子的端-NCO基团转变为-NH2,进一步同-NCO反应,通过脲基(-NH-CO-NH-)使水性聚氨酯的分子量进一步提高。
脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二异氰酸酯(如IPDI、TMXDI)为单体,其活性较低,因此,其在水中的扩链是通过加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺(多乙烯多胺)进行;此法溶剂用量低,无须脱除溶剂,工艺更可靠,可以实现真正意义上的绿色工艺生产。
❽ 水性聚氨酯树脂添加什么让它硬化
提高水性聚氨酯树脂的硬度,可通过引入三官能度单体形成适当的分支或外加交联剂。
(1)内交联法
为提高涂膜的机械性能和耐水性,可直接合成具有适度交联度的水性聚氨酯,通常可采用以下方法加以实现:
①在合成预聚物时,引入适量的多官能度(通常为三官能度)的多元醇和多异氰酸酯,常用的物质为TMP、HDI三聚体、IPDI三聚体等。
②脂肪族水性聚氨酯可以采用适量多元胺进行扩链,使形成的大分子具有微交联结构,常用的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺等。
③同时采用(1)和(2)两种方法。
对水性聚氨酯进行内交联改性,关键要掌握好内交联度,内交联度太低,改性效果不明显,若太高将影响其成膜性能。
(2)自交联法
所谓自交联法是指在水性聚氨酯成膜后,能自动进行化学反应实现交联,提高涂膜的交联度,改善涂膜的性能。因此必须对水性聚氨酯的大分子结构进行改性。例如可以引入干性油脂肪酸(双键结构)以及多烷氧基硅单元等方法加以实现,使得其在成膜后能发生自动氧化交联反应和水解缩合反应,提高综合性能。该法应用较广,市场上已有相关产品应市。
(3)外加交联剂法
采用自乳化法制备的阴离子型水性聚氨酯成膜后仍含有大量的羧基,使涂膜的耐水性变差。同溶剂型双组分PU一样,水性聚氨酯在施工前可添加外交联剂,成膜后与涂膜中的羧基和外交联剂的可反应基团反应,消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也对涂膜的力学性能有一定改善。常用的交联剂有多氮丙啶、碳化二亚胺,以及水可分散多异氰酸酯、环氧树脂、氨基树脂、环氧硅氧烷等。
水性聚氨酯的合成可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液(或本体)逐步聚合生成分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散和扩链。
早期水性聚氨酯的合成采用强制乳化法。即先制备一定分子量的聚氨酯聚合物,然后在强力搅拌下将其分散于加有一定乳化剂的水中。该法需要外加乳化剂,乳化剂用量大,而且乳液粒径大、分布宽、稳定性差,目前已经很少使用。
现在,水性聚氨酯的乳化主要采用内乳化法。该法利于水性单体在聚氨酯大分子链上引入亲水的离子化基团或亲水嵌段:-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac,-OCH2CH2-等,在搅拌下自乳化而成乳液(或分散体)。这种乳液稳定性好,质量稳定。根据扩链反应的不同,自乳化法主要有丙酮法和预聚体分散法。
丙酮法
丙酮法在预聚中期、后期用丙酮或丁酮降低黏度,经过中和,高速搅拌下加水分散,减压脱除溶剂,得到水性聚氨酯分散体。该法工艺简单,产品质量较好,缺点是溶剂需要回收,回收率低,且难以重复利用。目前,我国主要使用该法合成普通型芳香族水性聚氨酯。
预聚体分散法
即先合成带有-NCO端基的预聚体,通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮调整黏度,高速搅拌下将其分散于溶有二(或多)元胺的水中,同时扩链得高分子量得水性聚氨酯。美国等发达国家主要利用该法合成高档脂肪族水性聚氨酯。
❾ 聚氨酯的原料有哪些
制造聚氯酯的原料抄种类较多,袭除了多异氰酸酯和多羟基化合物以外,有溶荆、催化剂及其他辅助材料。
(1)异氰酸酯主要是二异氰酸酯,分为芳香族和脂肪族两大类。属芳香族的有甲苯二异氰酸酯(TDl)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDl)等;属脂肪族的有六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等。
(2)多羟基化合物
多元醇、蓖觫油及其衍叶=物,聚酯和聚醚等。
(3)溶剂
酯类主要指不含水、游离酸和醇的酯类,如醋酸乙酯、醋酸1酯等;酮类,如虾已酮;烃类溶剂,如二甲苯,但要与其他溶剂合用。
(4)催化剂主要是指叔胺娄.金属化合物和有机膦。如叔胺类的甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺等。金属化合物的二丁基二月桂酸锡、环烷酸铅、环烷酸锌、环烷酸钴等。有机膦的三丁基膦、三乙基膦等。
希望能对你有一些帮助。
❿ 聚氨酯的原材料是什么
聚氨酯树脂的原材料主要分为两大类:1.多异氰酸酯及其预聚物,单体异氰酸酯主回要有TDI、MDI、IPDI等,预聚物主要答有TDI-TMP聚合物、TDI三聚体、异氰酸酯基封端聚醚聚酯等;2.含有活泼氢的化合物,主要有胺类、醇类、水等。