涂料論文—水性聚氨酯的應(yīng)用

《涂料論文—水性聚氨酯的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、水性聚氨酯最新研究及展望課程：涂料主講老師:暴峰院系：化學(xué)學(xué)院專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)學(xué)號(hào)：2010214131姓名：張偉華中師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院2012年6月水性聚氨酯最新研究及展望摘要：本文簡(jiǎn)述水性聚氨酯國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展和制備方法。介紹了水性聚氨酯在涂料、皮革加工、膠粘劑及紡織加工等行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，特別總結(jié)了水性聚氨酯在涂料化學(xué)中的應(yīng)用，指出水性聚氨酯將朝著環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、低毒的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：研究進(jìn)展制備應(yīng)用展望前言水性聚氨酯是一種聚氨酯粒子分散于水中的二元膠體體系，分子鏈中含有親水性基團(tuán)，因此與水具有很強(qiáng)的親和性。它不僅具有溶劑型聚氨酯耐低溫、柔韌性好、粘接強(qiáng)度大的優(yōu)良性能，還具有無毒、

2、不燃、氣味小、不污染環(huán)境、安全、加工方便、成膜透氣性好等優(yōu)點(diǎn)。由于近年來有機(jī)溶劑價(jià)格高漲及環(huán)保部門對(duì)有機(jī)溶劑的使用和廢物排放的嚴(yán)格限制，使水性聚氨酯取代溶劑型聚氨酯成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。一、水性聚氨酯膠黏劑的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1.國(guó)外水性聚氨酯的研究進(jìn)展水性聚氨酯在很多國(guó)家已廣泛用作皮革涂飾劑、紡織助劑、造紙工業(yè)助劑、涂料和粘合劑等，而且領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，雖然歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速?，F(xiàn)在水性聚氨酯已形成體系，并不斷擴(kuò)大。有關(guān)水性聚氨酯的研究報(bào)道更是層出不窮。早在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年DUPont公司的研究人員將端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體/甲苯溶液分散于水中，在

3、乙二胺擴(kuò)鏈下合成了水性聚氨酯，但當(dāng)時(shí)并未受重視。到了60～70年代，對(duì)水性聚氨酯的研究才開始迅速發(fā)展，1967年首次出現(xiàn)于美國(guó)市場(chǎng)，1972年已能大批量生產(chǎn)。70～80年代，美、德、日等國(guó)的一些水性聚氨酯已從試制階段發(fā)展為實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用階段。如德國(guó)Bayer公司的磺酸型陰離子聚氨酯乳液Impranil和DispereollKA等系列，美國(guó)Wyandotte化學(xué)公司的X及E等系列，Hoechst公司的Acrym系列，日本大日本油疆公司的HydranHW及AP系列，日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性已烯基聚氯酯膠粘劑CU系列以及日本光洋產(chǎn)業(yè)公司的水性乙烯基聚氨酯膠粘劑KR系列等。近

4、年來，采用乙酰乙酰氧基(AcAc)官能團(tuán)聚合物研制出新型自交聯(lián)單組分水性聚氨酯可在常溫下穩(wěn)定貯存，水分揮發(fā)后交聯(lián)成膜，產(chǎn)品干燥成膜快，涂膜透明度好、光澤度高、以及抗化學(xué)性能優(yōu)良。此外，德國(guó)的Loraze對(duì)自乳化聚氨酯的穩(wěn)定機(jī)理、相轉(zhuǎn)變過程等作了大量的理論研究。韓國(guó)的Kim和Lee等人對(duì)各種陰陽離子聚氨酯的結(jié)構(gòu)和性能作了大量工作。2.國(guó)內(nèi)水性聚氨酯的發(fā)展國(guó)內(nèi)水性聚氨酯的研究起步較晚，研究始于1972年水性電泳漆的制備。隨后，1976年沈陽皮革研究所研制出了用作皮革涂飾劑的聚氨酯乳液。1979年大連油漆廠徐蘭萍制備出用于復(fù)合層壓板的聚氨酯膠粘劑，克服了酚醛樹脂膠的毒性和對(duì)環(huán)境的污染，

5、以及聚酯酸乙烯酯水解、耐熱性不足等缺點(diǎn)。20世紀(jì)80年代后，國(guó)內(nèi)一些高校和科研單位陸續(xù)開始對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行研究。但由于我國(guó)水性聚氨酯的研究起步較晚，發(fā)展很不平衡，國(guó)內(nèi)企業(yè)大多以市場(chǎng)為導(dǎo)向，采取一些追求短、平、快的發(fā)展策略，導(dǎo)致我國(guó)水性聚氨酯品種比較單一，性能與國(guó)外同類產(chǎn)品相比存在的差異較大。本世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)高校和研究所陸續(xù)引進(jìn)了一些先進(jìn)儀器設(shè)備，促進(jìn)了水性聚氨酯這一新型高分子材料的研究，開始出現(xiàn)了一些新開發(fā)的水性聚氨酯產(chǎn)品，陸續(xù)發(fā)表了具有一定研究水平的相關(guān)論文。目前，我國(guó)水性聚氨酯的產(chǎn)品開發(fā)和理論研究正處于活躍期。二、水性聚氨酯的制備由于傳統(tǒng)工藝制備的聚氨酯，其疏水性強(qiáng)，不能直接

6、分散于水相之中；另一方面，異氰酸酯易與水發(fā)生反應(yīng)，從而不能在水中制備。水性聚氨酯乳液的制備方法可以分為外乳化法和自乳化法。外乳化法，若分子鏈中僅含有少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團(tuán)，或完全不含親水性成分，此時(shí)必須添加乳化劑，才能得到乳液。自乳化法又稱內(nèi)乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。自乳化法制得的水性聚氨酯乳液粒徑小，穩(wěn)定性高，成膜性、粘附性好，是目前制備水性聚氨酯的主要方法。1.外乳化法所謂外乳化法就是在乳化劑、高剪切力存在下將聚氨酯預(yù)聚體或聚氨酯有機(jī)溶液強(qiáng)制乳化于水中形成乳液的方法，也叫做強(qiáng)制乳化法。一般采用的乳化劑是烷基苯磺酸

7、鈉、烷基硫酸鈉和聚氧乙烯醚等。由于這種聚氨酯不易溶于水，因此需通過強(qiáng)烈攪拌，依靠剪切力和大量乳化劑將其強(qiáng)制分散于水中。有時(shí)為了提高異氰酸酯的分散性，需要加入少量可溶于水的有機(jī)溶劑以利于聚氨酯乳化。大多數(shù)情況下，常將這種乳液和二胺擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，以形成高分子量的聚氨酯-聚脲乳液。2.自乳化法自乳化法又稱內(nèi)乳化法，是指在聚氨酯的分子骨架中引入親水性基團(tuán)(多為可形成離子鍵的基團(tuán))，無需外加乳化劑就可以在劇烈攪拌下直接分散到水中制得水性聚氨酯的新方法。這樣親水性基團(tuán)通過親水單體的擴(kuò)鏈反應(yīng)而進(jìn)