保護端基乳化法
使用酚類、甲乙酮、吡咯烷酮、亞硫酸鈉等封閉劑,將帶有親水性離子基團和-NCO封端的聚氨酯預聚物的端-NCO基團保護起來,使-NCO基團失去活性,制成一種封閉式的聚氨酯預聚體,加入擴鏈劑和交聯(lián)劑共同乳化后,制成水性聚氨酯分散液。應用時,加熱可使預聚物端-NCO基團解封,-NCO基團與擴鏈劑、交聯(lián)劑反應,形成網(wǎng)絡結構的聚氨酯膠膜。此法對工藝要求頗高,乳液穩(wěn)定性差,關鍵在于選擇解封溫度低的封閉劑。
水性聚氨酯是以纖維或皮革處理劑為主要目的開發(fā)的。隨著性能的不斷改善,應用范圍也越來越廣。用途包括涂料、膠粘劑(粘合劑)、處理劑、乳液聚合高分子乳化劑等等。
水性聚氨酯的主要用途如下。
1.涂層劑
(1)皮革涂層 聚氨酯材料柔韌、耐磨,可用作天然皮革及人造革的涂層劑及補傷劑。我國自70年代就有水性聚氨酯皮革涂飾劑開發(fā),80年代末、90年代初發(fā)展較快,類型以陰離子型聚醚型為主,用于替代酸酯樹脂乳液皮革涂飾劑,處理天然皮革時它克服了酸酯樹脂的“熱粘冷脆”的缺點,經(jīng)涂飾的皮革手感柔軟豐滿。它可與酸酯樹脂共混使用。聚氨酯涂飾的皮革可用于靴鞋、服裝、女士包等。
(2)織物涂層 可用于多種織物的涂層劑,例如帆布、服裝面料、傳送帶涂層。
(3)纖維處理劑 棉纖維、化學纖維經(jīng)聚氨酯乳液稀溶液浸漬,脫水,熱處理,可改善手感、耐折痕性和防縮性。
(4)塑料涂層 尼龍、ABS等表面涂層。
(5)地板涂層 可用于體育館、室內(nèi)木地板的涂層,混凝土地板的涂層,耐磨、耐沖擊,光澤度好。
(6)其他材料的涂層,如紙張涂層、汽車內(nèi)裝飾件涂層。
(7)底涂劑。
產(chǎn)品技術變化特點
大多數(shù)水性PU主要是由自乳化法制備,以含親水性基團的PU為主要固化成分,涂膜干燥時若親水成分不能有效的進入交聯(lián)網(wǎng)絡中,干燥形成的涂膜遇水易溶脹。另外其缺少像雙組分溶劑型PU涂膜所能得到的交聯(lián)密度和高相對分子質量,因而這些水分散體涂膜的耐水性、耐溶劑性、耐熱性和光澤性較差,嚴重地限制了其使用的范圍。因此,常采用提高涂膜的交聯(lián)密度來改善乳液涂膜的耐水性。常用的交聯(lián)方法有兩種:一種是在合成PU預聚物時,加入官能度大于2的多羥基化合物,直接生成交聯(lián)PU預聚物,將上述預聚物很好地分散在水中,并擴鏈形成大分子,后形成乳液。
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