水性聚氨酯课件

1、水性聚氨酯 2016.9.3,水性聚氨酯概念 水性聚氨酯分类 水性聚氨酯制备方法 水性聚氨酯影响性能的因素,水性聚氨酯的概念 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。 水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。 水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。,水性聚氨酯分类： 1.按外观：水性聚氨酯乳液，水性聚氨酯分散液，水性聚氨酯水溶液； 2.按使用形式：单组分型和双组分型； 3.按亲水性成分：阴离子型:磺酸型，羧酸型等 阳离子型：季胺离子型占

2、多 非离子型：PEG链段，羟甲基型； 4.按聚氨酯原料：聚醚型，聚酯型，聚烯烃型； 5.按水性化方法：自乳化法和外乳化法；预聚体法，丙酮法、熔融分散法等。,1. 按外观分类 聚氨酯疏水性强，不能直接溶于水，也很难分散在水中。因此，用传统的工艺先合成聚氨酷后，再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯，又由于异氰酸酯遇水即迅速反应，也很难在水中进行制备，因而必须采用新的方法来合成水性聚氨酯。,外乳化法,自乳化法即在聚合物链上引入适量的亲水基团，在一定条件下自发分散形成乳液。 自乳化法制得的水性聚氨酷，乳液粒径小，稳定性高，成膜性、粘附性好，是目前制备水性聚氨酯的主要方法。,引入的亲水基团,自乳化制备水

3、性聚氨酯的主要方法： 1.溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂 (如丙酮、甲乙酮和四氢呋喃，由于大多数采用丙酮为溶剂，故溶液法又被广泛称为丙酮法)中，制得含亲水基团的高分子量的聚氨酯溶液。然后用水将该溶液稀释，先形成油包水的溶剂为连续相的乳液，随着水加入量的增大发生相反转，水变成连续相并形成乳液。脱去溶剂后得到无溶剂的高分子量的聚氨酯的乳液，,溶剂法（丙酮法） 优点,缺点,预聚体分散法： 合成以-NCO为端基的预聚体，当相对分子量不太大而且粘度较小时，不加或只加入少量溶剂，先用亲水单体部分扩链，在高速搅拌下将其分散于水中，再用反应性高的二胺类物质进行扩链。 优点：,缺点：,熔融分散法 不

4、需有机溶剂，先合成带有亲水基团和-NCO端基的预聚体，经季铵化和羟甲基化处理后，在熔融状态下将其分散于水中制成聚氨酯乳液,封闭端基法,常用封闭剂,亚硫酸氢钠封端,封闭端基法的特点,影响水性聚氨酯性能的因素： 在制备水性聚氨酯时，特别是采用引入离子基团进行水性化的方法时，聚氨酯树脂中羧基或胺基的含量、基团成盐的比例、乳化前预聚体NCO的质量分数、聚氨酯分之中硬段含量、反应过程中的温度，搅拌速率及交联程度等因素，对乳液的稳定性及聚氨酯的物性都有较大的影响。以下是结构与性能的简单分析。,硬段的影响： 提高硬段的含量通常可使硬度和热稳定性增加，弹性降低，同时其内聚力和粘接力也会得到相应的提高。 软段的

5、影响： 软段含量的提高可使水性聚氨酯的强度降低，但弹性会增大，且所得水性聚氨酯分散性增大，粒径减小。 侧基和交联的影响： 引入侧链会增大分子间的距离，降低分子间作用力，使机械强度下降。交联则可提高定伸应力和耐溶胀性能，降低永久变形。但交联也会影响微相分离。,氢键的影响： 氢键可直接影响力学性能外，还可以影响聚集态结构。如硬段之间的氢键能促进硬段的取向和有序排列，有利于微相分离。 耐热性能与结构的关系： 聚氨酯的耐热性可用其软化温度和热分解温度来衡量。一般来说，分子量提高，硬段的刚性和比例增加，交联密度增大，均有利于提高软化温度。聚氨酯的分解温度则取决于大分子结构中各基团的耐热性。,低温性能与结构的关系： 低温弹性通常用玻璃化温