例如,水性丙烯酸乳液被用来做建筑涂料自1960年代初以来。几百万吨水emulsion-based描绘每年出售给最终用户和承包商。这些油漆能够提供足够的性能来保护和装饰建筑。与水的产品,在建筑涂料中使用溶剂是显著降低。(1、2)
聚氨酯(PU)是广泛应用于工业涂料和粘合剂因其杰出的机械强度、伸长,耐磨性和韧性。然而,很大一部分还是溶剂型聚氨酯产品。降低VOC的这些产品,水性聚氨酯分散体(手)等技术,聚氨酯/丙烯酸混合乳液和水性2 k产品(哦官能团丙烯酸或聚氨酯分散体,水分散型uv—)已经开发出来。在某些方面,这些技术能够提供类似的性能更低VOC含量比溶剂型的技术。由于其环境友好型,这些技术平台吸引大量的注意力从学术和工业研究组织。
烟台万华聚氨酯有限公司是一家主要生产MDI在中国。近年来,该公司已投资了脂肪族异氰酸酯和水性聚氨酯的研究技术平台包括布丁,PUA水2 k。在这篇文章中,万华,研制的水性技术和他们的应用程序在建筑和工业涂料、胶粘剂,讨论了。
合成技术Platforms2
手
pre-polymer过程用手做准备。首先,芳香族和脂肪族异氰酸酯与多元醇反应形成pre-polymers。然后,dimethylolpropionic酸(DMPA)添加使用N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP)为溶剂。DMPA提供稳定的手在水里当pH值大于6.0。第三,丁二醇(BDO)添加到扩展分子链。如果出现粘度高,丙酮添加。在第四步中,三乙胺(茶)添加到中和羧基acid-containing PU链。第五步,高剪切下的混合物分散在水中。在剪切过程中,乙二胺(EDA)添加到进一步扩展PU链。在最后一步中,丙酮被移除。
关键因素决定的性能前脚类型的异氰酸酯和多元醇,和软、硬段比例。为了准备手不同的应用程序,需要了解应用程序的需求。例如,外部建筑涂料通常要求耐用性好,耐碱性,伸长和力量。为了满足这些需求,聚醚多元醇与低水平的脂肪族异氰酸酯硬段推荐。
聚氨酯丙烯酸乳液(PUA)
丙烯酸树脂具有良好的耐候性、耐水性和化学物质,和低成本。聚氨酯具有良好的强度和伸长的平衡以及出色的耐磨性和韧性。为结合了这两种化学物质的优势以较低的成本相比,前脚。此外,为改善与丙烯酸分散体的兼容性。
准备PUA的过程类似于手的初始步骤。与BDO PU链延长后,丙烯酸单体添加到pre-polymer。那么这个混合物中和茶之后,在高剪切分散在水中。由此产生的产品是用作单体乳液,逐步添加到反应堆。同时,引发剂逐渐添加到反应堆开始乳液聚合。在最后一步中,丙酮被移除。由此产生的乳剂混合结构的丙烯酸和聚氨酯化学反应。
水性2 k技术
 |
| 图1点击放大 |
图1显示了过程使水分散聚异氰酸酯。HDI三聚物与亲水改性聚醚与最终哦功能在一个催化剂的作用。
图2显示hydrophilically修改HDI三聚物在水中分散性好。
 |
| 图2点击放大 |
在典型的2 k配方,有两个主要组件:OH-functionalized分散体,这可能是丙烯酸或布丁;和水分散uv—。OH-functionalized丙烯酸分散体,使用两种方法:溶液自由基聚合进行二次丙烯酸分散;(3)和乳液聚合丙烯酸乳液含有哦组。包含丙烯酸分散体(4)哦,单体与甲基丙烯酸羟乙基酯等功能哦(-)是用于自由基聚合。另一种OH-functionalized乳液前脚。这种特殊类型的布丁的制作过程类似,对于传统的手。的主要区别在于OH-containing二醇被添加在第一步。这OH-containing二醇传授哦官能团在PU链。
应用实例
 |
| 表1点击放大 |
 |
| 表2点击放大 |
 |
| 表3点击放大 |
 |
| 表4点击放大 |
 |
表5点击放大 |
皮革涂饰
表1列出了皮革手准备完成的物理性质。这些手有不同硬度通过调整软/硬段的比例。
表2显示了这些手的表演在皮革涂饰的应用程序。很明显,这些布丁与不同成分和软/硬段比例可以满足基本的需求,中、面漆在真皮表面。
木材涂料
表3显示了布丁的物理性质,PUA,哦丙烯酸分散体和水分散HDI三聚体对木材涂料。
表4显示了配方的性能基于前脚,PUA和2 k的聚合物。
表5显示了模型对木材涂料配方。
很明显,基于前脚配方,PUA和2 k聚合物提供了令人满意的应用程序的性能。一般来说,2 k配方提供改进的抗磨损、水和化学物质,以及更好的硬度与1 k配方相比。
 |
| 图3点击放大 |
除了传统的手,功能与甲醛吸收和抗菌活性手准备。图3显示了电影准备从formaldehyde-absorbing布丁可以有效地与甲醛反应。1号管包含水。
的解决方案是添加甲醛指标后,它的颜色不会改变,保留原来的棕色。3号管包含甲醛溶液。一次甲醛指标剂添加到管3,紫色的棕色的颜色变化。从瓶管2号包含上层清液解决方案如图3所示,这是充满甲醛溶液和电影准备从formaldehyde-absorbing布丁。这个结果证实的有效性formaldehyde-absorbing布丁。
 |
| 表6点击放大 |
表6显示了抗菌结果电影准备的手用两种不同的方法来治疗。这两种方法都是基于银离子,这是最安全的方法提供抗菌效果。手处理方法A和B都显示有效的活动。
 |
| 表7点击放大 |
金属保护
表7显示了2 k的物理性能聚合物准备金属保护应用程序。
表8显示了应用程序的属性制定基于商业2 k万华的材料和配方对金属的保护。188金宝搏bet官网这两个配方显示类似性能的防腐等主要性能,附着力、硬度和耐久性。
 |
| 表8点击放大 |
弹性壁涂层
表9显示了PUA的物理性质进行弹性墙涂料配方。
 |
| 表9点击放大 |
表10显示了应用程序的属性制定基于PUA和商业弹性墙漆。两个配方含有约35%聚氯乙烯(颜料体积浓度)。商业涂料是基于一个丙烯酸分散。表10显示了PUA提供更好的强度和低温伸长比丙烯酸分散。
 |
| 表10点击放大 |
粘合剂
两个手胶应用程序准备和他们的物理性质表11所示。表11还列出了他们作为粘合剂的应用程序的性能。
 |
| 表11点击放大 |
剥离强度进行了使用一个简单的方法。两块灵活的PVC膜准备和布丁样本涂在一块的表面。这段加热到温度高于温度的热激活温度和举行大约10米。然后样品取出,另一块是粘在一个给定水平的压力下。最初的剥离强度是评价10米后,两块压在一起用手撕裂方法。为期一天的剥离强度测试使用相同的方法一天后两块压在一起。
值得注意的是,剥离强度以及耐高温和水的万华H12MDI布丁可以显著提高混合万华的一小部分水分散HDI三聚物。这里没有显示结果。
DSC测试进行了按照下列协议:温度从25ºC提高到180ºC的速度10ºC / m;那么温度降低到-100ºC的冷却速度10ºC / m其次是平衡阶段在-100ºC 10米;最终温度的加热速度提高到180ºC 10ºC /分钟。在测试期间,氮是用来保护样本氧气。
 |
| 图4点击放大 |
图4显示了万华的H12MDI-based前脚没有结晶峰的温度~ 0ºC,一样的商业产品。一个假设是,在冷却周期,商业产品的非晶相没有足够的时间结晶和直接变成了固体,玻璃由于其相对较低的流动相的分子链。这表明万华的H12MDI-based前脚有能力快速结晶导致良好的初始剥离强度(见表11)。
总结
减少挥发性有机化合物的仪器用于PU-based涂料、烟台万华聚氨酯有限公司开发水性技术包括布丁,PUA水2 k。188金宝搏bet官网材料准备与这些技术为应用程序提供足够的性能在许多领域如皮革加工、木器涂料、金属保护、弹性墙涂料和粘合剂。此外,这些材料提供额外的功能如甲醛吸收188金宝搏bet官网和抗菌活性。
确认
作者要感谢杰张女士,女士在香港,Xuesun吉先生,张Longyue先生,薄熙来Liu Weizu太阳,先生和小东乔准备和评估样本。
本文提出了在2010年聚氨酯技术会议,由美国化学理事会聚氨酯工业中心,与UTECH北美合作,在休斯顿,德克萨斯州。
