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水性聚氨酯涂料

來源：聚科化工時間：2017/12/21

水性聚氨酯涂料是以水代替有機(jī)溶劑作分散介質(zhì)的新型聚氨酯涂料體系。從 1942年 Sh lack首次成功地制備了陽離子型水性聚氨酯,到上世紀(jì) 70年代水性聚氨酯開始工業(yè)化生產(chǎn),發(fā)展到現(xiàn)在,全世界水性聚氨酯樹酯估計年產(chǎn)量為 5~ 6萬 t 。雖然水性聚氨酯涂料在某些性能如耐水性、耐溶劑性方面,與溶劑型聚氨酯涂料還存在一定差距,但其具有無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良。與顏料染料的相溶性好、且不易損傷被涂面、易于改性等優(yōu)點,如今已在皮革涂飾、紙張涂層、鋼材防腐、纖維處理等許多領(lǐng)域逐步代替溶劑型聚氨酯涂料。
水性聚氨酯的基本合成反應(yīng)與一般聚氨酯一樣, 是一些單體中含有親水基團(tuán), 合成可分為兩個階段。第一階段為預(yù)逐步聚合, 即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合,生成分子量為 103量級的水性聚氨酯預(yù)聚體; 第二階段為中和后預(yù)聚體在水中的分散。水性聚氨酯涂料的基本合成方法有丙酮法、預(yù)聚體分散法和熔融分散法等。
聚氨酯水性化方法主要是使用乳化劑或者在聚合物主鏈上引入親水基團(tuán),如羧基、磺酸基等陰離子基團(tuán), 羥基醚鍵、聚氧乙烯鏈等非離子基團(tuán)。通過擴(kuò)鏈劑類型、結(jié)構(gòu)及用量、制備方法和聚合物分子量的不同來改變聚氨酯分子的骨架結(jié)構(gòu), 制得乳液或水分散性的各種水性聚氨酯產(chǎn)品。
根據(jù)聚氨酯水性化方法的不同,可以分為外乳化法和內(nèi)乳化法。由于外乳化法制得的聚氨酯分散液極其粗糙,且很不穩(wěn)定,現(xiàn)在主要采用內(nèi)乳化法。此法不加乳化劑,而是在聚氨酯大分子鏈上引入親水基團(tuán),使聚氨酯分子具有一定的親水性,在攪拌下自乳化而成乳液。這些親水基團(tuán)都能與水起作用,形成氫鍵或者直接生成水合離子使聚氨酯溶于水。自乳化法制備的乳液粒徑小,穩(wěn)定性好。

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