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阳离子水性聚氨酯主要原料选择

2022/5/27

     在水性聚氨酯的合成流程中,使用许多的原材料,包含给予软段的低聚物多元醇,给予硬段的多异氰酸酯、小分子扩链剂,也有亲水扩链剂、中和剂、有机溶剂等。

(1)小分子扩链剂

     小分子扩链剂是一类分子量小,分子链较短,且含活泼氢的化合物,主要包含多元胺和多元醇。这些在扩链阶段添加,可使预聚物的高分子链增长,分子量增大。恰当添加小分子扩链剂,可以使水性聚氨酯产品的硬度、拉伸强度、粘结性能均增强。小分子扩链剂采用1,4.丁二醇。

(2)成盐剂

     成盐剂又被称为中和剂,是一类能与羧基、磺酸基、叔胺基等基团反应产生聚合物盐或生成离子基团的的试剂。阳离子水性聚氨酯较常用的中和剂主要是有盐酸、乙酸等。采用冰乙酸为成盐剂,一般来说与亲水扩连剂等物质的量加入,调整体系最终PH值在7~8左右,其中和反应机理如下图所示:

(3)溶剂

     在阳离子水性聚氨酯的预聚流程中,随着体系温度的上升,有时候会产生反应体系粘度瞬间增大,搅拌艰难的情况,没办法采取下一阶段反应,这时需要添加有机溶剂来减少体系粘度,以利于搅拌。与此同时,添加的溶剂还促使原材料反应充分,更进一步产生高分子链。鉴于丙酮沸点较低,容易挥发,反应完成后,非常容易去除,且价格实惠,所以采用丙酮来调整粘度。水性聚氨酯是含亲水基团的PU预聚体乳化在水中产生的,所以水是水性聚氨酯的主要是溶剂,一般来说用去离子水或蒸馏水,如此可以避免水中Ca2+、Mg2+对水性聚氨酯乳液储存稳定性的影响。

(4)硅氧烷改性剂

     硅氧烷是分子主链上带有Si-0-Si键的高分子聚合物,具备较好的耐候性、低表面能、柔软性和生物相容性。在水性聚氨酯中引进硅氧烷,不仅能提升聚合物的交联性以实现较好的成膜效果,另一方面还能提升织物的柔软性并减少其表面能,鉴于其具备分散、吸附、成膜等特点。用羟丙基硅油(PDMS—OH,Mn=1000)作为阳离子水性聚氨酯的改性剂。