高固含量水性聚氨酯的研究现状

发布时间:2019-11-15

固含量是水性聚氨酯一项重要指标,固含量的高低既影响水性聚氨酯在干燥过程中的成膜速率,也影响水性聚氨酯储存运输成本,同时固含量的高低也会对以水性聚氨酯为原料的产品加工产生影响。目前限于原料种类、制备工艺方法、成套设备等条件的限制,国内水性聚氨酯大多数是以阴离子型羧基为亲水基团的水性聚氨酯,固含量相对较低多集中在 20~40%左右,其固含量很难达到 50%以上,较难满足市场多样化的需要。所以,生产高固含量产品(固体质量分数 50%以上)具有十分积极和现实意义,能够促进水性聚氨酯的广泛应用,成为水性聚氨酯乳液的发展方向和研究热点。

水性聚氨酯树脂

亲水性扩链剂是影响水性聚氨酯固含量的一个重要因素。亲水性扩链剂是在对聚氨酯预聚体进行扩链的同时,将亲水性基团引入到分子主链上。研究指出,扩链剂种类、合成方法、聚氨酯原料选择等都是影响水性聚氨酯乳液固含量的关键所在。含羧基的水性聚氨酯固含量低、粘度大、成膜柔软;而以阴离子磺酸基为亲水扩链剂制备的水性聚氨酯具有亲水性强、结晶度高、固含量较高等优点,但也存在反应过程难以控制,工艺设备要求高,胶膜耐水性差等问题。上述两种亲水基团的水性聚氨酯各有其优缺点,复合使用可实现优势互补,提高水性聚氨酯的性能和扩大其应用领域。因此,研究兼有磺酸和羧酸两种亲水性基团水性聚氨酯具有十分现实意义。

通过对水性聚氨酯预聚体进行前、后两次亲水扩链,将含羧酸和磺酸基团的亲水扩链剂同时引入到聚氨酯分子主链上来,使水性聚氨酯兼具羧酸、磺酸型水性聚氨酯共同特点,既容易实现水性聚氨酯高固含量化,有效规避了磺酸和羧酸型水性聚氨酯各自的缺点,然后通过树枝状大分子对高固含量水性聚氨酯进行改性,将树枝状大分子引入到水性聚氨酯分子结构中去,利用树枝状大分子结构优势改善树脂性能。研究探讨不同亲水基团对水性聚氨酯乳液性能的影响,以及树枝状大分子改性对高固含量水性聚氨酯树脂性能的影响。通过研究磺酸和羧酸亲水基团对水性聚氨酯分子结构及乳液性能的影响,以期制备一种物理机械性能良好,耐水、耐热、结构稳定的高固含量水性聚氨酯树脂,这是基于水性合成革加工技术的需要,采用高固含量的水性聚氨酯树脂通过机械发泡的原理,制备类似溶剂型聚氨酯合成革湿法发泡涂层,从而替代溶剂型湿法涂层加工技术。

本文标签: 水性聚氨酯 

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