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水溶性聚氨酯综述

摘要:水性聚氨酯(WBPU)以水作为介质,多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇,利用多异氰酸酯中-CNO 基与醇中的-OH基反应生成聚氨酯预聚体,经过扩链后,用封端剂封端成为阴离子的聚氨酯化合物。具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点,使用方便,应用广泛。本文介绍了其相关的性能及在生产中的应用。 关键词:水溶性聚氨酯    TDI  低聚多元醇。
1.原料试剂 1.1异氰酸酯 

一般用相应的胺通光气制备。有TDI( 甲苯二异氰酸酯) ,HDI( 1,6-己二异氰酸酯) ,MDI( 二苯基甲烷二异氰酸酯) 等十多个品种。TDI最常用,根据2,4-异构体的百分含量,分为T65,T80,T100三个商品牌号。TDI强度比HDI好,但耐光性差;TDI2、4位的反应活性差异对控制预聚体结构比较有利。但在水分子存在的情况下,TDI对羟基的反应选择性不如HDI。Bayer 的方法比较经典, 先由3摩尔HDI缩二脲生成三聚体,再和1摩尔聚乙二醇单丁醚反应,产品即为可乳化的异氰酸酯预聚体。NPU 由于引入环状结构, 产物的强度和稳定性都较好。Huntsman使用MDI, 显然强度更高。但是, 芳香族异氰酸酯在水共存的情况下, 对羟基的反应选择性可能不太好。



1.2多羟基化合物 
主要品种有环氧树脂, 丙烯酸( 酯),聚醚,聚酯,聚乙烯醇, 蓖麻油等。考虑到酯基的水解稳定性问题, 聚醚成为首选, 尤其是其中的聚四氢呋喃, 综合性能很好。环氧树脂强度较高。而聚乙烯醇价廉, 水溶性好, 但强度较差。丙烯酸( 酯) 在这方面的应用,正在发展出一类称为PU A 的新材料, 具有十分出色的性能。
1.3亲水剂 
可分为阴离子( 二羟甲基丙酸,酒石酸,磺酸丁二醇,乙二胺基乙磺酸钠, 丙三醇和顺酐合成的半酯) 、阳离子( 甲基二乙醇胺、三乙醇胺) 和非离子( 端羟基聚环氧乙烷) 三类。阴离子的引入将导致自由体积缩小, 玻璃化温度提高。非离子亲水剂如聚环氧乙烷, 必须含量很高才能使分散体稳定。阳离子产物大好。
1.4封闭剂 
酚类, 醇类, 胺类, 亚胺类, 肟类, 硫醇类以及己内酰胺、亚硫酸氢钠等, 文献罗列有几十种试剂对异氰酸酯的脱封温度。但研究不够充分, 诸如脱封的时间温度关系( 活化能),催化对脱封温度的影响, 封闭剂对产物性能的影响等。目前的趋向是研究制备低毒、低脱封温度、可留作增塑剂使用的封闭剂 。


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