⑴ 树脂是水性树脂好还是油性树脂好
一、组成方式不同
1、水性环氧树脂:环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一回类聚合物的总称。它是答环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。
2、普通油性环氧:水性环氧树脂可分为阴离子型树脂和阳离子型树脂,阴离子型树脂用于阳极电沉积涂料,阳离子型树脂用于阴极电沉积涂料。
二、用途不同
1、水性环氧树脂:水性环氧树脂的主要特点是防腐性能优异,除用于汽车涂装外,还用于医疗器械、电器和轻工业产品等领域。
2、普通油性环氧:环氧树脂主要用于涂料行业和电子行业。复合材料成型用环氧(主要应用于电子行业的印刷电路板)占四分之一。
三、物理性质不同
1、水性环氧树脂:在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应,形成端基为环氧基的加成物。
2、普通油性环氧:环氧树脂具有仲羟基和环氧基,仲羟基可以与异氰酸酯反应。环氧树脂作为多元醇直接加入聚氨酯胶黏剂含羟基的组分中,使用此方法只有羟基参加反应,环氧基未能反应。
⑵ 水性漆树脂有哪些分类介绍以及特点说明
水性树脂漆有哪些?我们应该如何选择呢?今天为大家推荐的就是五种不同分类的水性树脂漆以及各自的优点和缺点,比如说常见的可能是醇酸类水性树脂漆,它们干性较差,保光线不好,但是流动性和丰满度相对更胜一筹,而且具有良好的渗透性,另外一个方面也有可能是具有代表性的丙烯酸树脂漆,那么它们有什么特色呢?具体可以参考下文进行了解、结合实际进行分类,这样的话就可以尽可能的在预定的范围内筛选出最为靠谱的一款水性树脂漆了。
一、水性漆树脂有哪些
1醇酸类
水性醇酸树脂的成膜机理类似于传统溶剂型醇酸树脂的干燥成膜,其组分中的不饱和脂肪酸通过氧化固化成膜。因此水性醇酸树脂漆无须添加助溶剂(成膜助剂),使挥发性有机化合物(VOC)有可能减为零。目前采用的水性醇酸树脂已非传统单一的醇酸体系,一般为自乳化型且经过丙烯酸或聚氨酯改性。水性醇酸树脂具有良好的渗透性(因其相对分子质量较小)、流动性和丰满度,多用于生产色漆,特别是装饰性漆。但由于其干性较差,保光性不好,所以现在许多公司正在开发新型络合催干剂,以改善其干性并用丙烯酸或脂肪族聚氨酯乳液提高其保光性。
2.丙烯酸类
该类包括苯乙烯一丙烯酸共聚树脂类,因其成本低,玻璃化温度高,硬度高,这类产品多用作打磨底漆,也用于要求不高的装饰性涂料或临时保护涂料。目前,在水性丙烯酸树脂合成中常用的技术已由传统的单相聚合法发展为多种成熟的技术,包括单相/多相(嵌段型)、自交联型、无皂聚合物型及含一OH的双组分丙烯酸类等。通过改变树脂的粒子结构,为漆膜提供了更好的性能,有效降低了成膜助剂的用量;提高硬度和抗粘性;提高对底材的附着力。当然用于木器漆的普通丙烯酸乳液,仍需一定量的成膜助剂,有的还需要添加增塑剂,这样体系的VOC很难降低。成膜助剂会影响到漆膜的耐水性,初期抗粘性也较不适合连续的工业化生产。不过从综合性能考虑,对于工业化生产可以通过调整设备和工艺条件加以改善,但作为民用装饰漆在较低温度条件下施工,上述问题则较棘手。自干型丙烯酸乳液属热塑性树脂,成膜温度较高,低温下漆膜较脆,且硬度较差,特别是初期抗粘连性差,不适合配制高品质木器漆。而采用常温自交联乳液,在提高干燥速度及抗粘性等方面都有突破性的进展。目前,NeoResins公司已经开发出一种无表面活性剂的核一壳丙烯酸乳液(NeoerylXK一14),其VOC接近“0”,但却有很好的成膜性。由于该乳液没有使用表面活性剂,为解决制漆及施工时出现的气泡问题提供了一种捷径。
3水性聚氨酯类
聚氨酯分散体是一类分散在水中溶胀的聚氨酯粒子,其聚氨酯的水性化主要是通过乳化剂或在聚合物的主链上引入亲水基团,生成的聚合物主链上含有一NH—c—o一的多重结构单元。水性聚氨酯的粒径大多为0.01~5m,较丙烯酸类乳液的粒径小。水性聚氨酯分散体为单组分,且无游离的异氰酸酯,无毒,室温成膜,可使体系中的共溶剂降为“0。”虽然其相对分子质量很高,但粘度较低,易加工,施工方便,其机械性能可与溶剂型媲美。选择不同种类的单体及合成工艺可以制得从软到硬不同特性的产品。如使用TMXDI(CYTEC公司)合成的聚酯/醚类水性分散体,其硬度可达3H,但仍具有很好的柔韧性,且可在低温下成膜,用于地板漆中具有很好的抗粘性能及耐黑鞋印性。但相对成本较高,一般用于性能要求较高的涂料体系。
20世纪70年代,水性聚氨酯分散液开发成功并商品化以来,全世界已有很多公司掌握并发展了这项技术。目前,商品化的聚氨酯分散液有阴离子型、阳离子型和非离子型3类,其中阳离子型是最早开发成功的,由于其较好的渗透性,多用于皮革及纺织工业;涂料工业中大多使用阴离子型聚氨酯分散体。在聚氨酯合成过程中引入不饱和脂肪酸,再在成膜过程中加入金属类催干剂(钴、锰、锌、钙盐),即可制得自交联聚氨酯分散体,如Reichhold公司的SpensolF97。但这类白交联分散体的催干剂在调漆时才能加入,很不方便,而且也不易控制。如果在聚氨酯合成中就将催干剂预先加入,可大大方便制漆工艺,而且产品的质量更加稳定。如NeoResins公司的NeRezR9403(芳香族)、NeRezR2001(脂肪族)就属于这种类型。
另外一种提高水性聚氨酯分散体的物化性能的方法是在施工前加入诸如氮丙啶、碳化二亚胺、三聚氰胺等外交联剂。成膜后强度增大,耐溶剂性明显提高。但这类交联剂只适合于工业涂装,其主要原因是交联剂本身的反应性较强等。如NeoResins的CrossLinkerCX一100属于三官能团的氮丙啶,广泛用于水性丙烯酸聚氨酯等含有一cOO基的水性体系中,可明显提高漆膜的物化性能。虽然水性聚氨酯分散体具有很好的物化性能,但因其成本较高,限制了它的推广和使用,所以通常用其与相对成本较低的丙烯酸乳液复配。但应指出的是,多数水性聚氨酯分散体只能与有限的丙烯酸乳液相溶,涂料配方师在使用混合技术时要慎重且反复实验。
4聚氨酯一丙烯酸共聚树脂
虽然水性聚氨酯分散体具有突出的耐磨性、耐化但用于木器漆还受到很多限制:首先是成本高;其次它对木材的润湿性、对颜料的分散性较差,且芳香族聚氨酯的耐候性也不尽人意。丙烯酸树脂有优异的耐候性,对底材和颜料良好的润湿性,将其与聚氨酯树脂共混(也称为冷拼的方法),虽取得了一定进展,但效果并不十分明显。20世纪80年代末,利用核一壳聚合技术将丙烯酸接枝到(芳香族)聚氨酯链上,合成了一种新型水性聚氨酯一丙烯共聚树脂(如NeoResins公司的NeoPacEl06),其机械性能超出共混体系而接近聚氨酯树脂,耐溶剂(如醇)性超出共混体系,耐化学性能与亚酰胺交联剂固化的体系相当,且成本与共混体系相当。在此基础上,NeoResins公司又开发出白交联型聚氨酯一丙烯酸共聚树脂NeoPouE125,其共溶剂大大降低,VOC减少,且增强了耐化学品性、耐沾污性和耐溶剂性。
5双组分水性聚氨酯
双组分水性聚氨酯涂料中,一组分为含羟基水性分散体,另一组分为水可分散的多异氰酸酯聚合物,两组分混合后,含羟基的组分与异氰酸酯发生反应,同时还有水和其他羟基与异氰酸酯的竞争反应发生,但水与异氰酸酯的反应要在1~2h后才发生。施工后水及助溶剂开始挥发,使粒子紧密接触,异氰酸酯与羟基的反应大大增强,同时由于水也参与反应,生成CO而导致大量气泡,这种气泡在成膜前逸出。苯乙烯有利于漆膜硬度的早期形成,而且固化干燥加快,所以含羟基的丙烯酸乳液中常常引入苯乙烯成分(即苯乙烯一丙烯酸乳液)。另外,小粒径的丙烯酸粒子有利于提高漆膜的硬度和外观,而且可以使反应速度加快,从而提高羟基的利用率。与双组分溶剂型聚氨酯涂料相比,水性双组分聚氨酯木器漆的VOC可减少70%~90%,且其干燥速度、光泽、物化性能和适用期都可适应工业化的要求。水性双组分聚氨酯木器漆的一NCO/一OH比通常为1~1.5,过多的一NCO会使涂料的适用期太短。理论上,一NC0/一OH为1时,涂层性能与溶剂型双组分体系相当,但实际操作时,考虑到有一部分一NcO要和水及其它一OH反应,需增大一NCO的比例。
水性双组分聚氨酯中的表面活性剂、羟基组分均会导致漆膜对水的敏感性。水相本身及空气中的水汽会在成膜过程中产生CO,导致漆膜起泡、缩孔、失光等,所以目前双组分水性聚氨酯木器漆尚未达到商品化的水平,尚需一定的时间去改进和调整。
通过上文的举例可以得知,实际上水性树脂漆指代的并不是一种单一的油漆涂料,它可能是由好多个部分组合而成的,对应的分类也十分丰富,上文小编为大家推荐的就是五种不同类别的水性树脂漆,包括醇酸类水性树脂漆,丙烯酸类水性树脂漆,居然之类水性树脂漆以及,双组份水性聚氨脂树脂漆等等,适合的场所以及对应的适用人群也是完全不一样的。而且在后期的安装和维修保养的操作过程中,我们应该分类入手,对诊下药,这样子才会达到满意的效果,具体可以参考上文进行了解和分析。
⑶ 华南专业生产水性聚酯树脂有哪几个
你好,在华南生产水性聚酯树脂并且最大的厂家是高明同德化工专,20多年一直坚持投入研属发,高明和韶关两大生产基地,总体生产能力达到10万吨/年。
1PB83Y,高光泽,高柔韧性,水溶性,对电泳底材附着好,重涂性好。适合水性聚酯氨基烤漆
3APB85W,低VOC,高固低粘,对铝镁合金等底材附着力好。适合水性聚酯氨基烤漆
3APB86W,丙烯酸改性,低VOC,高固低粘,高丰满度,不易爆泡;适合水性氨基烤漆
3APB88B,高柔韧性(0T),耐水煮,耐溶剂擦拭,耐碱性好,极佳的耐水解稳定性;适合水性聚酯氨基烤漆,
3PB89B,高光泽,高耐候性(耐候性超过丙烯酸)。适合水性聚酯氨基烤漆 ,适合自行车电动车罩光等高耐候性要求的用途
PUD6738,树脂成膜透明度好,手感柔软,带有一定的回弹性,有良好的耐黄变性和抗水膨胀性。 主要应用在手感柔软、有一定弹性的纺织物上做的印花涂层;浅色皮革填充
PUD6747,树脂成膜透明,树脂膜柔软、干爽不发粘并且带有弹性,柔韧性、吸水率比较低,对各种底材的附着力适应性比较好;主要用于纺织印花涂层的表面罩光等。
⑷ 水性树脂的作用是什么
水性树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型树脂体系。与水融合,形成溶液,待水挥发后,形成树脂模材料。水性树脂不是用水性树脂本身,而是需要水挥发后获得的膜材料。
⑸ 水性树脂概况
水性树脂就是那中水溶性的树脂,放到水里面可以融化的那种。
⑹ 关于水性树脂
水性树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型树脂体系。与水融合,形成溶液,待水挥发后,形成树脂模材料。水性树脂不是用水性树脂本身,而是需要水挥发后获得的膜材料。
水性树脂包括三大类:水溶性高分子、高吸水树脂和水性涂料,是自70年代发展起来的高分子学科新领域。由于其具有一系列独特的无可替代的功能,随着科研生产的不断发展,产品的工业化,现已形成一个独立的行业,属精细化工的范畴。由于水性树脂具有极其广泛的用途,以极高附加值,多年来一直被列为化工行业发展的重点。
2分类编辑
水性树脂的分类包括:
1.纤维素衍生物
2.改性油
3.改性聚丁二烯树脂
4.环氧树脂
5.醇酸树脂
6.氨基树脂
7.聚酯树脂
8.酚醛树脂
9.丙烯酸树脂
10.聚氨酯树脂
11.有机硅树脂
12.有机氟树脂等。[2]
3用途编辑
取代溶剂型产品在各个领域中的应用。水性聚氨酯为代表,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。
水性涂料
(1)建筑装修 包括地坪漆、弹性漆、建筑物外墙漆、家具木器漆,水性内墙涂料(产品的同质化情况严重,产品型号及性能类似,同类企业众多。未来这种低技术型产品会竞相压价。)
(2)工业涂料 包括工业漆、车辆漆、防腐漆、水性金属漆、金属表面处理(抛光);水性塑胶漆(在消费电子产品领域有着广泛的应用)等(目前水性工业涂料技术难度高,国内拥有技术的企业少,多被国际树脂巨头垄断,为巩固垄断地位巨头与国内个别企业联合研发创新。)
水溶性高分子
主要应用:石油勘探开发、水处理、造纸、纺织、涂料、食品、日用化工等领域。
(1)粘合剂:广泛的应用在高档家具、人造板(瓦楞纸板的生产)、木材加工、皮革加工、工艺品加工,装饰装修及非金属等材料粘接等行业。
(2)密封剂:广泛应用到传统密封剂当中,包括汽车、建筑装修等行业。 如:水性混凝土密封剂是一种可以渗透到混凝土当中增强混凝土密封、防尘、耐磨硬化作用,具有无色、无臭、无毒、不燃。
(3)纺织工业:水性树脂用于合成革的生产,生态型半PU箱包革、沙发革;生态型水性发泡沙发革、服装革;生态型水性汽车内饰革、家具内饰革;仿真皮水性超纤革等。
(4)油墨:水性油墨应用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。
(5)石油开采:固井水泥外加剂和强化采油驱油剂等。
高吸水树脂
主要应用:工农业、日常生活、医疗卫生等各个领域,用做干燥剂、脱氧保鲜剂、膨胀橡胶、医用材料、建筑材料、化妆品、日化用品等。
(1)日用生活:婴儿尿不湿及妇女卫生中是高吸水性树脂的保水特点应用。
(2)电器保护:高吸水性树脂还应用中电缆包覆防潮。
(3)农业:高吸水性树脂作为保水剂广泛应用于农业、林业、园艺等领域,可起到保水、节水、抗旱、降低成本、提高收入的作用,是一种新型的农业化学用品,具有革命性的意义。
4水性树脂优势编辑
(1)、环保性.水性涂料用水而不有机溶剂做稀释剂,因此不含有毒化学物质。(以往分散介质为有机溶剂,有机溶剂中含有有毒物质,完全挥发干净至少需要几十年,对于婴儿小孩及未出生的小孩的智力发育是有很大影响的,其中“游离TDI”还具有致癌的危险。)
(2)减少火灾风险:与溶剂型产品的易燃性相反,水性产品不易燃的防火性,有效减少火灾发生。
(3)水性涂料的成膜后特点 :与底材具有极高的附着力,固化后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异,涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性能、电气绝缘性能优异等。
(4)高吸水树脂(保水剂)系列,保持水分作用。
⑺ 水性树脂的分类
水性树脂的分类包括:
1.纤维素衍生物
2.改性油
3.改性聚丁二烯树脂
4.环氧树脂
5.醇酸树脂
6.氨基树脂
7.聚酯树脂
8.酚醛树脂
9.丙烯酸树脂
10.聚氨酯树脂
11.有机硅树脂
12.有机氟树脂等。
⑻ 水性羟基丙烯酸树脂哪个好
楼主你好,金团化学不错,做了十几年!
水性树脂优秀供应商!推荐产品有5150、5151,
希望回答对你有帮助,望采纳,谢谢。
⑼ 水性树脂和一般的树脂有什么区别
水性抄树脂与其他树脂的区别袭一般指:用水可溶解或稀释的树脂。
由于可以用水稀释或者溶解,而且在生产水性树脂的过程中可以加入水,所有,水性树脂会比传统溶剂型树脂环保。目前国家也想行业人士大力推广更加环保的水性树脂。
但目前水性树脂处于发展阶段,质量参差不齐,所以,建议选择水性树脂时,考虑以下因素:
树脂厂家的研发能力、生产能力、品质控制能力及应用服务能力等。
以上问题由KDD科鼎功能树脂为你解答!不尽之处,欢迎进一步交流。
⑽ 水性聚氨酯的基本概念
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型,成为聚氨酯工业发展的重要方向。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。
本项目经过国家自然科学基金资助研究及十多年的研发,已具有成熟的阴离子型自乳化聚氨酯乳液和阳离子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技术,可提供 1吨/天生产能力的水性聚氨酯生产的整套工艺和设备技术。本项目可根据用户的需求,对水性聚氨酯进行配方设计与调整以满足实际使用的要求,并可结合纳米杂化技术制备高性能的水性聚氨酯。 按粒径和外观分可分为聚氨酯水溶液(粒径<0.001微米,外观透明)、聚氨酯水分散体(粒径:0.001-0.1微米,外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1微米,外观白浊);
依亲水性基团的电荷性质,水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要,分为羧酸型和磺酸型两大类。
依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族,或具体分为TDI型、HDI型等等。
依产品包装形式水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。
水性聚氨酯整个合成过程可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合,即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成相对分子质量为l000量级的水性聚氨酯预聚体;第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。
水性PU因其具有环保作用,虽然历史不长,但发展非常迅速。
水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三种,为二元胶态体系,聚氨酯(PU)粒子分散于连续的水相中,也有人称水性PU或水基PU。 由于聚氨酯原料和配方的多样性,水性聚氨酯开发40年左右的时间,人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多,可以按多种方法分类。
⒈以外观分
水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液,本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。
⒉按使用形式分
水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用,或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能,必须添加交联剂;或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能,在这些情况中,水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。
⒊以亲水性基团的性质分
根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团,即是否属离子键聚合物(离聚物),水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。
⑴阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型,以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。
⑵阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯,绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主,叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用,形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。
⑶非离子型水性聚氨酯,即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有:①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化;②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团,亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯,亲水性基团一般是羟甲基。⑷混合型 聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。
⒋以聚氨酯原料分
按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等,分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合 以聚氨酯的异氰酸酯原料分,可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分,如TDI型、HDI型,等等。
⒌按聚氨酯树脂的整体结构划分
⑴按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯为原料,以通常方法制备的聚氨酯分散于水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基树脂水溶液或乳液中加入异氰酸酯而形成的乳液,是双组分体系。多异氰酸酯乳液是指含亲水基团多异氰酸酯乳化于水,或多异氰酸酯的有机溶液分散于含乳化剂的水而形成的乳液,也是双组分即用即配体系,适用期较短。封闭型异氰酸酯乳液是指分子中含有被封闭的异氰酸酯基团的聚氨酯乳液,是一种稳定的单组分体系。在制备聚氨酯乳液时司引入封闭异氰酸酯基团,也可制成封闭异氰酸酯基团含量高的乳液,用于和其他乳液体系共混,起交联作用,水分挥发后加热交联。
⑵聚氨酯乳液还可细分为聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液,后者是指由聚氨酯预聚体在水中分散同时通过水或二胺扩链而形成的乳液,实质上生成了聚氨酯—脲,但由于由预聚体分散法制备较为普遍,习惯上称为聚氨酯乳液者居多。
⑶按分子结构可分为线性分子聚氨酯乳液(热塑性)和交联型聚氨酯乳液(热固性)。交联型又可细分为内交联和外交联型。内交联型聚氨酯乳液是在合成时形成一定程度的支化交联分子结构,或引入可热反应性基团,它是稳定的单组分体系。外交联是在乳液中添加能与聚氨酯分子链中基团起反应的交联剂,是双组分体系。
⒍根据聚氨酯的水性化方法划分
根据制备方法有多种分类。举例如下。
⑴自乳化法和外乳化法
自乳化法又称内乳化法,是指聚氨酯链段中含有亲水性成分,因而无需乳化剂即可形成稳定乳液的方法。
外乳化法又称为强制乳化法,若分子链中仅含少量不足以自乳化的亲水性链段或基团,或完全不含亲水性成分,此时必须添加乳化剂,才能得到乳液。
比较而言,外乳化法制备的乳液中,由于亲水性小分子乳化剂的残留,影响固化后聚氨酯胶膜的性能,而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备以离子型自乳化法为主。
⑵预聚体法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导人亲水成分,得到一定粘度范围的预聚体,在水中乳化同时进行链增长,制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法属于溶液法,是以有机溶剂稀释或溶解聚氨酯(或预聚体),再进行乳化的方法。在溶剂存在下,预聚体与亲水性扩链剂进行扩链反应,生成较高分子量的聚氨酯,反应过程可根据需要加人溶剂以降低聚氨酯溶液粘度,使之易于搅拌,然后加水进行分散,形成乳液,最后蒸去溶剂。溶剂以丙酮、甲乙酮居多,故称为丙酮法。此法的优点是丙酮、甲乙酮的沸点低、与水互容、易于回收处理,整个体系均匀,操作方便,由于降低粘度同时也降低了浓度,有利于在乳化之前制得高分子量的预聚体或聚氨酯树脂,所得乳液
的膜性能比单纯预聚体法的好。而预聚体法由于粘度的限制,为了便于剪切分散,预聚体的分子量不能太高,可能会影响水性聚氨酯性能,例如粘度高则乳化困难,粒径大,乳液稳定性差;预聚体分子量小则NCO基团含量高,乳化后形成的脲键多,胶膜硬,缺乏柔软性。
丙酮法和预聚体法的主要区别是,在丙酮法中,聚氨酯先预聚成分子量较大的预聚体,由于分子量大的预聚体粘度大,必须稀释降低粘度;而预聚体法中根据需要可加或不加少量丙酮等溶剂。这两者的概念有所交*,有的乳化方法既属丙酮法又属预聚体法。熔融分散法又称熔体分散法、预聚体分散甲醛扩链法。预先合成含叔胺基团(或离子基团)的端NCO基团预聚体,再与尿素(或氨水)在本体体系反应,形成聚氨酯双缩二脲(或含离子基团的端脲基)低聚物,并加入氯代酰胺在高温熔融状态继续反应,继续季胺化。
聚氨酯双缩二脲离聚物具有足够的亲水性,加酸的稀水溶液形成均相溶液,再与甲醛水溶液反应进行羟甲基化,含羟甲基的聚氨酯严缩二脲能在50—130℃用无限水稀释,形成稳定乳液。当降低体系的pu值时,能在分散相中进行缩聚反应,形成高分子量聚氨酯。含离子基团的端NCO预聚体形成端脲基或缩二脲基聚氨酯低聚物后,则直接在熔融状态乳化于水,再加甲醛水溶液进行羟甲基化及扩链反应。
⑶二元胺直接扩链与酮亚胺—酮连氮法
在预聚体分散法中,若采用溶于水的二元伯胺扩链剂扩链,由于一NCO与一NH2的反应速度快,不易得到微细而均匀的乳液,可采用酮亚胺或酮连氮法解决此问题。酮亚胺-酮连氮法是指预聚体与被酮保护了的二元胺(酮亚胺体系)或肼(酮连氮体系)混合后,再用水分散,分散过程中,酮亚胺、酮连氮以一定的速率水解,释放出游离的二元胺或肼与分散的聚合物微粒反应,得到的水性聚氨酯—脲具有良好的性能。 水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能,而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近,是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种。
⑴热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料,也叫做外交联水性聚氨酯涂料。使用的交联剂主要有多官能团的氮丙啶、氨基树脂(三聚氯胺树脂)或专用的环氧树脂等。采用氮丙啶,一般用量为聚氨酯质量的3%-5%,就有很好的交联薄膜生成;
⑵含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭,因此两部分可以合装而不反应,成为单组分涂料,并具有良好的贮藏稳定性。多异氰酸酯组分与苯酚、丙二酸酯、己内酰胺等封闭剂反应生成氨酯键,而氨酯键在加热的情况下又裂解生成异氰酸酯,再与羟基组分反应生成聚氨酯。因此封闭型聚氨酯水性涂料的成膜就是利用不同结构的氨酯键的热稳定性的差异,以较稳定的氨酯键来取代较弱的氨酯键。封闭剂的种类很多,但是芳香族异氰酸酯水性聚氨酯涂料主要用苯酚或甲酚。脂肪族水性聚氨酯漆则不用酚类,以免变色,可采用乳酸乙酯、己内酰胺、丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等;
⑶室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件,不能采用加热的方式交联,必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。美国空气产品和化学公司报道,通过与水分散性多异氰酸酯结合,可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物/丙烯酸酯混合物,尤其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。此类水性聚氨酯涂料,采用特制的多异氰酸酯交联剂,即含(-NCO)端基的异氰酸酯预聚物,经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而形成的分散体,与多种含羟基聚合物水分散体组成能在室温固化的聚氨酯水性涂料;
⑷光固化水性聚氨酯涂料。光固化水性聚氨酯涂料采用电子束辐射、紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚物体系产生交联固化,以紫外光固化形式为主。先用不饱和聚酯多元醇制备预聚物,然后用常规的方法引进粒子基团,经亲水处理后制得在主链上带双键的聚氨酯水分散体,再与易溶的高活性三丙烯酸烷氧基酯单体、光敏剂等助剂混合得到光固化水性聚氨酯涂料;
⑸第三代水性聚氨酯涂料(PUA)。聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸(PA)乳液同其溶剂型产品相比,具有价廉,安全,不燃烧,无毒,不污染环境等优点。纯PA乳液存在耐磨性、耐水性和耐化学品性差的缺陷,单一的PU乳液也存在一些不足,如稳定性、白增稠性和膜的保光性差,固含量高,应用范围不广等。PU和PA在性质上具有互补作用。PUA复合乳液兼备了二者的优点,具有耐磨、耐腐蚀和光亮,柔软有弹性,耐水性和机械力学性能好,耐候性佳等特性,因此被誉为第三代水性聚氨酯,成为当今涂料的一个发展趋势。应用范围
水性PU分散体已在通用溶剂型PU所覆盖的领域大量使用,成功地应用于轻纺、皮革加工、涂料、木材加工、建材、造纸和胶粘剂等行业。
皮革工业加工中PU乳液涂饰后的皮革,具有光泽度高、手感好、耐磨耗、不易断裂、弹性好、耐低温性能和耐挠屈性能优良等特点,克服了丙烯酸类树脂涂饰剂“热粘冷脆”的缺陷。
此外,在纺织品涂层整理中有广泛的应用。水性PU对纺织品的成膜性好、粘接强度高、能赋予织物柔软、丰满的手感,改善织物耐磨性、抗皱性、回弹性、通透性和耐热性等。
水性PU比有机溶剂型PU应用成本低、无公害、易处理、粘合效果好,在胶粘剂及涂料行业有很好的发展前途。PU离子聚合物对天然和合成橡胶表面均具有很好粘接性,可用于鞋类的制造。
水性PU主要用做家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等除此之外水性涂料还有一些特殊用途,如用作安全玻璃的中间涂膜,以制成不碎裂的安全玻璃,广泛用于汽车、飞机、轮船或航天仪器。
水性分散体主要用作金属涂料,如阳离子型电沉积涂料被广泛用于汽车底漆,以提高车体的抗腐蚀性能。