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水性聚氨酯皮革涂饰剂的研讨进展(1)

编辑:admin 发布时间:2018-11-13 09:51 浏览次数: 次

  涂饰是皮革制作进程中的一个重要环节。它可添加皮革的漂亮和耐用功能,提高层次,添加花色品种、扩

展运用规模。现在,依据成膜物质的不一样,常用的涂饰剂可分为:蛋白类涂饰剂,乙烯基聚合物类或树脂类涂饰

剂,聚氨酯类涂饰剂,硝化纤维类涂饰剂和其它类[1]。其间聚氨酯类涂饰剂的成膜功能好、遮盖力强、粘结结实

,涂层的物理功能优良,可大大提高成革的等级,为此遭到高度重视和广泛的重视。

      水性聚氨酯皮革涂饰剂为水可稀释的聚氨酯乳液,其分类办法较多。依据所用原料,按聚合物多元醇可分

为聚酯型和聚醚型;按多异氰酸酯类型可分为芳香族和脂肪族水性聚氨酯。按制备办法可分为自乳化型和外乳化

型(运用乳化剂);自乳化型中按引进的亲水基团可分为阴离子型、阳离子型、非离子型及两性离子型等。

1 制备原理及办法

      水性聚氨酯(PU)分为水溶液、水涣散液和水乳液。三者之间的差异在于PU大分子在水中的涣散形态的不

一样,并没有不可逾越的边界。其制备办法一般可分为外乳化法和内乳化法。

      1.1 外乳化法

      挑选制成恰当分子质量的PU预聚体或其溶液,然后参加乳化剂,在剧烈拌和下强行性地将其涣散于水中,制

成PU乳液或涣散体。预聚体的黏度愈低,愈易于乳化,参加少数可溶于水的有机溶剂也有益于乳化。其间较佳的

办法是在乳化剂存在下将预聚体和水混合,冷却到5e摆布,然后在均化器中使之涣散成乳液。因为此法制得的PU

乳液中的大大都链端NCO基团,在适当长的时间内保持安稳,且NCO基团与胺基的反响比水的反响快了一个数量级,

因而外乳化法在大都情况下可在水中进行扩链(常用二胺),以生成高分子质量的聚氨酯-聚脲乳液。此法的要害

之一是挑选合适的乳化剂。此法制得的PU乳液粒径较大,一般大于1.0Lm,安稳性差,因为运用较多的乳化剂,使商

品的成膜性不良,并影响胶膜的耐水性、强耐性和粘接性。

      1.2 自乳化法

      在PU树脂中引进有些亲水基团,使PU分子具有一定的亲水性,不加乳化剂,凭借这些亲水基团使之乳化。依

据分子构造上亲水基团的类型,自乳化型水性PU可分为阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型。阳离子型PU是

在预聚体溶液中,运用卤素元素化合物或N-烷基二醇扩链,然后经季铵化或用酸中和然后实现自乳化[3]。而阴离

子型是选用二羟甲基丙酸(DMPA)、二氨基烷基磺酸盐等为扩链剂,引进羧基或磺酸基,再用三乙胺等进行中和并

乳化。若在PU骨架上引进羟基、醚基、羟甲基等非离子基团,尤其是聚氧化乙烯(PEO)链段,可得到非离子型自乳

化PU。亲水基团的引进办法可选用亲水单体扩链法、聚合物反响接枝法以及将亲水单体直接引进大分子聚合物

多元醇中等办法。其间,亲水单体扩链法具有简洁、运用规模广等长处,是现在制备水性PU所选用的主要办法。

而将亲水基团直接引进聚醚或聚酯多元醇分子中,是国外工业化出产中常选用的办法,具有较高的运用价值。也

有用SO3或浓H2SO4将芳香族多异氰酸酯和多元醇的预聚物磺化,在苯环上引进)SO3H基团,经扩链制得磺酸盐型水

性PU[4]。

      1.3 自乳化型水性PU的制备工艺

      制备自乳化型水性PU涣散体的办法很多,其一起特点是首先制备分子质量中等、端基为NCO的PU预聚体,不

一样进程在于扩链进程。其间较重要的有2种:丙酮法(相转变法)和预聚体涣散法(或称预聚体混合法)。

      1.3.1 丙酮法

      丙酮法是由德国Bayer公司Di2eterich研讨成功的。先由大分子多元醇与多异氰酸酯反响,制成端基为-

NCO的高黏度的疏水型预聚体,参加低沸点溶剂如丙酮、丁酮、四氢呋喃等,用亲水单体进行扩链,在高速拌和下

参加水,经过一系列相态改变终究构成溶液,最后收回溶剂,得到安稳的PU乳液。因运用丙酮为较多,故称/丙酮法

0。

      丙酮法组成反响在均相系统中进行,易于控制,适用性广,构造及粒子巨细的可变规模大(0.03~100Lm),批

与批间的再现性好,简单取得所需求的性质,是现在用得较多的制备办法之一[5]。

      1.3.2 预聚体涣散法

      先组成带有离子基团或亲水聚醚的端异氰酸酯预聚物,如有必要可参加少数高沸点溶剂如N-甲基吡咯烷酮

,下降黏度,然后与水拌和混合即可构成涣散体。扩链反响在含水的2相中进行,扩链剂一般为反响活性高的二胺

或肼类化合物。该法较适用于由脂肪族多异氰酸酯(如HDI)制备的预聚体,因为脂肪族多异氰酸酯的反响活性低,

遇水反响慢,预聚物涣散于水中后,用二胺扩链时受水的影响小。此外,水性PU涣散体的组成办法还有熔融涣散法

、酮亚胺和酮连氮法、维护端基乳化法、固体自乳化法等。

      1.4 水性PU乳液的安稳机理

      O.Lorenz以双电层理论来阐明离子型水性PU的安稳机理:预聚物涣散以后,疏水的分子链弯曲构成颗粒的

核,带有离子的亲水基团则位于颗粒的外表,亲水基团朝向水中。因为颗粒不停地做布朗运动以及正负离子相伴

而生,在颗粒外表构成一个双电层,发生了电动势Q。这种电动势阻挠了颗粒之间的相互挨近而凝集,起到了相似

乳化剂的效果。在非离子涣散体中,亲水性的PEO链段散布在粒子外表,并向水相中扩展,当粒子靠得很时,PEO在

水相中的链段的自在运动受阻,致使系统熵减小,因而粒子之间的排挤是自觉发生的。

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