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聚氨酯乳液所用扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-3-25 16:28:34 |
概述了自乳化聚氨酯乳液的发展，介绍了聚氨酯乳液所用扩链剂、自乳化聚氨酯乳液性能。
聚氨酯（ＰＵ）具有良好的耐磨、耐化学药品、耐低温等性能，而且柔韧性好，粘合强度大，其弹性体、泡沫、塑料、涂料及粘合剂等已获得广泛应用。
但由于有机溶剂有毒、易燃、且价格较贵，这就使以水作为介质的水性聚氨酯的研究成为必然趋势。早在１９４３年西德Ｓｃｈｌａｃｋ曾在乳化剂或保护胶体存在下，将二异氰酸酯在水中乳化并在激烈搅拌下，添加二胺，得聚氨酯乳液。
１９５３年Ｗｙａｎｄｏｔｔ将由二异氰酸酯和聚酯多元醇制成的端异氰酸酯预聚体的甲苯溶液分散于水中，再用二胺扩链也合成了水系聚氨酯。
６０年代末，随着各发达国家环境保护法规的确立和日益强化，推动了水性高分子材料的发展，水性聚氨酯也同样得到了发展。并于１９６７年实现了工业化。
１９７２年正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料使用，引起了世界各国的极大重视。初期的产品是通过强烈搅拌依靠剪切力和大量乳化剂的作用将聚氨酯强制乳化分散于水中，粒径粗大，物性低劣不能满足应用要求。
到１９７５年，向聚氨酯分子链中引入亲水成分，使之于水中自乳化，从而得到高性能聚氨酯乳液，其应用领域也随之逐步拓展。
德国的Ｌｏｒａｚｅ自７０年代以来对水性ＰＵ作了大量研究，对自乳化ＰＵ的稳定机理、相转变过程都作了描述和解释。
Ｋｉｍ和Ｌｅｅ对各种阴阳离子聚氨酯的结构和性能关系也作了大量研究，得出了很多有价值的结论。
我国对水性的ＰＵ的研究始于７０年代，近十几年来发展迅速，每年都涌现出大量关于水性ＰＵ的论文和产品。水性ＰＵ的理论和实践都在不断地深化，关于在实践应用中存在的问题，如何用水性ＰＵ理论来合理解决和正确解释，还有待人们去深入研究。
自乳化ＰＵ乳液的分类方法。按原料分类。按异氰酸酯类型分有：芳香族ＰＵ，脂肪族ＰＵ；按羟基组分类型分有：聚醚型、聚酯类型其他型。
按乳液的热属性分类 按热属性分有：热塑性和热固性ＰＵ乳液。按乳液的亲水基团的荷电性分类 因为自乳化ＰＵ乳液是在聚合物链上接入亲水基团，使分子部分亲水自乳化而成。因此，高分子链中的亲水基团成为其自身乳化稳定剂。
4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:
液体,安全易操作
釜中寿命长
毒性低-艾姆斯试验为阴性
流动性和附着性提高
湿度灵敏性低
可用于MDI预聚物的熟化
与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容
可用于室温熟化
硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低
TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性
MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强
亲水基团有离子和非离子亲水链段，可按亲水基团的荷电性，将ＰＵ乳液分为：（１）非离子型；（２）阳离子型；（３）阴离子型，其中有：（ａ）磺酸型；（ｂ）羧酸型；（４）两性离子型。
按聚氨酯乳液所用扩链剂的化学结构基本可分为醇类化合物和胺类化合物，其官能基均为2或小于4。
随着聚氨酯工业的高速发展，聚氨酯乳液所用扩链剂的新品种也在迅速增加，但实际大量使用的聚氨酯乳液所用扩链剂仍然是二醇或二胺类低分子化合物。
异氰酸酯的选择。常用的芳香族二异氰酸酯有：甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）萘二异氰酸酯（ＮＤＩ）、二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ）。
由于ＴＤＩ价格较低而且在２，４－甲苯二异氰酸酯中两个不同位置的异氰酸根活性相差很大，有利于化学反应中分子设计，应用较为广泛。ＭＤＩ比ＴＤＩ制备的ＰＵ具有较高的模量和撕裂强度，因为ＭＤＩ对称，产生结构规整有序的相区结构。
芳香族异氰酸酯制备的ＰＵ，由于具有刚性的芳环，硬段内聚能增大，其强度比来自脂肪族的异氰酸酯的ＰＵ大，并且抗氧化性能也好。
但是，在ＴＤＩ和ＭＤＩ的结构中，有一个共同特点是异氰酸酯基团直接与苯核上碳原子相联，这样异氰酸酯基团与苯核形成醌型结构易于氧化变黄，抗ＵＶ降解性能较差。
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