水性聚氨酯合成工艺实例

水性聚氨酯合成工艺实例   

在装有温度计、机械搅拌器、回流冷凝器、加料漏斗、连通氮气装置的干燥烧瓶中，加人聚醚型或聚酯型多元醇、二羟甲基丙酸 (DMPA) 、 1 ／ 2 总质量的 N —甲基— 2 吡咯烷酮 (M — pyr01) 和催化剂 ( 约为固体分总量 0 ． 05 ％的二月桂酸二丁基锡 ) 。 M — pyrol 的总量应使最后的反应混合物中剩余 17 ％ ( 质量分数 ) 。先在室温下搅拌反应混合物，使其全部溶解 ( 低温加热溶解也可 ) ，然后通过加料漏斗滴加二异 氰酸酯，控制反应混合物的温度在 80 ～ 90 ℃，反应约 3h 后，降温至 75 ～ 80 ℃，加入剩余的 M — pyrol ，搅拌 5 min ，进一步使反应体系降温至 65 ～ 70 ℃，随即加入能完全中和 DMPA 化学当量的三乙胺，再搅拌 10min 后，滴加适量的水，最后保持反应体系温度在 60 ～ 70 ℃约 3h ，得到粘稠产物。  

(1) 水性聚氨酯的粘度不随聚合物相对分子质量的改变有明显差异，即使分子内部形成桥联结构也无影响，所以可增加聚合物的聚合度，以提高内聚强度；而溶剂型聚合物的粘度随相对分子质量的增加呈指数关系上升，桥联时易产生凝胶。   

(2) 在相同固含量下，溶剂型聚氨酯的粘度随固含量的增加明显上升，而水性聚氨酯的粘度一般比溶剂型的要低，且水性聚氨酯分散粒径小时粘度变大。 

(3) 溶剂型聚合物的粘度可借助控制固含量或溶剂量来调整，而水性聚氨酯的粘度需用增稠剂来调整，这样使体系中水溶性成分过多，耐水性降低。   

(4) 水性聚氨酯的流动特征呈现非牛顿性，而溶剂型一般近似牛顿性，其粘度变化规律符合牛顿曲线。   

 (5) 水性聚氨酯易与其它树脂或颜料等物质混合来改进性能，降低成本，配方容易调整，设备易清洗。而溶剂型聚氨酯受聚合物之间的相容性或溶剂的溶解性制约，配方影响因素较多，设备难清洗。   

 (6) 水的蒸发潜热高，干燥比较迟缓；另一方面，水的表面张力大，对基材特别是对低表面能或疏水性的基材润湿性差，难于赋予充分的粘接性，加热干燥固化时，乳液粒子间容易凝聚而不易得到连续性的涂膜。另外，水性聚氨酯聚合物是离子键结合，具有强的亲水性，有时为改进涂膜的塑性要加进水溶性增粘剂，使涂膜的耐水性受到一定影响。   

 (7) 水性聚氨酯体系的防冻性有一定限度，在北方冬季施工受到一定影响。   

(8) 由于水性聚氨酯体系不使用或少使用有机溶剂，无中毒、着火之虞，符合环保要求，且涂膜综合性能好，因而在建筑涂料、皮革、家具等行业具有明显的优势，应用前景广泛。