保护端基乳化法
使用酚类、甲乙酮、吡咯烷酮、亚硫酸钠等封闭剂,将带有亲水性离子基团和-NCO封端的聚氨酯预聚物的端-NCO基团保护起来,使-NCO基团失去活性,制成一种封闭式的聚氨酯预聚体,加入扩链剂和交联剂共同乳化后,制成水性聚氨酯分散液。应用时,加热可使预聚物端-NCO基团解封,-NCO基团与扩链剂、交联剂反应,形成网络结构的聚氨酯胶膜。此法对工艺要求颇高,乳液稳定性差,关键在于选择解封温度低的封闭剂。
水性聚氨酯是以纤维或皮革处理剂为主要目的开发的。随着性能的不断改善,应用范围也越来越广。用途包括涂料、胶粘剂(粘合剂)、处理剂、乳液聚合高分子乳化剂等等。
水性聚氨酯的主要用途如下。
1.涂层剂
(1)皮革涂层 聚氨酯材料柔韧、耐磨,可用作天然皮革及人造革的涂层剂及补伤剂。我国自70年代就有水性聚氨酯皮革涂饰剂开发,80年代末、90年代初发展较快,类型以阴离子型聚醚型为主,用于替代酸酯树脂乳液皮革涂饰剂,处理天然皮革时它克服了酸酯树脂的“热粘冷脆”的缺点,经涂饰的皮革手感柔软丰满。它可与酸酯树脂共混使用。聚氨酯涂饰的皮革可用于靴鞋、服装、女士包等。
(2)织物涂层 可用于多种织物的涂层剂,例如帆布、服装面料、传送带涂层。
(3)纤维处理剂 棉纤维、化学纤维经聚氨酯乳液稀溶液浸渍,脱水,热处理,可改善手感、耐折痕性和防缩性。
(4)塑料涂层 尼龙、ABS等表面涂层。
(5)地板涂层 可用于体育馆、室内木地板的涂层,混凝土地板的涂层,耐磨、耐冲击,光泽度好。
(6)其他材料的涂层,如纸张涂层、汽车内装饰件涂层。
(7)底涂剂。
产品技术变化特点
大多数水性PU主要是由自乳化法制备,以含亲水性基团的PU为主要固化成分,涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中,干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量,因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差,严重地限制了其使用的范围。因此,常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种:一种是在合成PU预聚物时,加入官能度大于2的多羟基化合物,直接生成交联PU预聚物,将上述预聚物很好地分散在水中,并扩链形成大分子,后形成乳液。
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