水性聚氨酯固化剂的应用与研究
水性聚氨酯固化剂的应用研究
汤诚，华成明
（武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，武汉430040）
摘要：仕全兴水性聚氨酯固化剂综合性能与拜耳产品相当，性价比超高；仕全兴水性固化剂种类更为丰富，可满足不同客户的需求；还可为客户定制开发，如快干型水性固化剂、长活化期的固化剂、不同光泽度的哑光固化剂等等；另外，仕全兴以客户为导向，可为客户提供水性聚氨酯固化剂的水漆方案和最为便捷优质的服务，共同推进“油改水”的技术创新与发展。
关键词：水性聚氨酯固化剂；应用方法；特色；高性价比；服务
0 前言
近年来，随着众多厂家的推广和政策导向，水性漆越来越被市场认可，而双组份水性漆的多方面性能指标优于单组份的，并且已能与油性漆媲美，这与水性聚氨酯固化剂的开发与应用是分不开的。
水性聚氨酯固化剂含有大量异氰酸酯基团（-NCO），能与羟基、氨基和羧基等许多官能团发生缩合反应。此外异氰酸酯还能与水反应生成脲，释放出二氧化碳气体。如何有效控制副反应并制备出性能优异的双组份水性漆，需要优选出合适水性固化剂，并详细掌握配方设计要点及配漆制膜关键点。
水性聚氨酯固化剂具有一定的亲水性，能较好的分散于水性体系中，与水性羟基树脂混合均匀交联固化，可广泛使用于涂料工业和胶黏剂领域。而选择
水性聚氨酯固化剂首选需考虑施工便捷性和适用期，NCO基团在水性体系中不可避免的会与水接触，这就要求异氰酸酯与羟基的反应活性要高于其与水的反应活性，活化期至少2h以上，一般是4h,有的领域要求6-8h或以上，且粘度合适。本文详细研究了武汉仕全兴水性聚氨酯固化剂与拜耳固化剂性能对比及其应用特性。
1 实验部分
1.1 主要原料（如表1）
表1 主要原料
原料外观固含量/% 粘度/cps -OH/% -NCO/% 厂家
PUA-1034 乳白带蓝光液体45 800 3.2 / 武汉仕全兴PUA-7140 乳白带蓝光液体40 300 1.6 / 武汉仕全兴HPU-7240 带蓝光半透液体40 500 1.8 / 武汉仕全兴D100 透明液体100 3000 / 18 武汉仕全兴S101 透明液体100 2500 / 21 武汉仕全兴S105 透明液体100 2000 / 21 武汉仕全兴S202 透明液体100 700 / 23 武汉仕全兴S301 透明液体70 1000 / 12.5 武汉仕全兴拜耳305 透明液体100 6800 / 16.2 拜耳
拜耳2547 透明液体100 600 / 23 拜耳
拜耳2655 透明液体100 3500 / 21.5 拜耳
拜耳401-70 透明液体70 600 / 13.4 拜耳
其中，由武汉仕全兴水性异氰酸酯固化剂专利技术（专利号：
201410154462.9；201610115421.8 ）合成的水性聚氨酯固化剂，根据异氰酸酯单体和亲水单体种类及比例不同得到不同类型的水性聚氨酯固化剂。具体名称和类型如表2。作为市场主流的非离子和阴离子两类产品，实验对比了拜耳的产品305、2655、2547和401-70。
表2 合成的水性聚氨酯固化剂名称及类型
仕全兴产品 D100 S101 S105 S202 S301 拜耳产品 305 2655 / 2547 401-70 类型
HDI 、 非离子型
HDI 、 阴离子型
HDI 、
阴离子型，哑光 HDI 、
阴离子型，低粘
度
IPDI 、 阴离子型
1.2 配漆
将水性聚氨酯固化剂D100、S101、S105、S202、S301和拜耳产品305、2655、2547、401-70分别与水性羟基分散体制备成双组份聚氨酯水性漆。配漆过程中，由于NCO 基团会和水反应掉一部分，所以设计配比时，一般为NCO:OH=1.2-1.5:1，根据气温高低不同及水的挥发速度调整配比。
2 结果与讨论
2.1水性固化剂的应用性能测试
水性聚氨酯固化剂与仕全兴羟基树脂PUA-1034分别按NCO/OH=1.4：1配漆、喷板，在马口铁上制板，干膜厚度23-25μm ，常温养护7天后检测性能。基本性能如表3
所示：
表3 固化剂与PUA-1034配漆及漆膜性能
综合研究水性聚氨酯固化剂的水分散性、配漆后的活化期、漆膜的干速、硬度、光泽和耐水性等指标，如图1所示。
图1 水性固化剂综合性能对比（5-最好，1-最差）
3 水性聚氨酯固化剂的应用
水性聚氨酯固化剂的应用研究开始于上世纪80年代末，德国拜耳公司一直处于研发前线，也为水性固化剂和水性漆的推广做出卓越贡献，国内起步较晚，但发展迅速，包括专业从事聚氨酯固化剂行业的武汉仕全兴公司，是国内最早开发水性聚氨酯固化剂的企业之一，开发出了数十种水性固化剂产品，并通过客户使用情况积累了广泛的应用数据，包括应用于工业涂料、地坪涂料、木器涂料、汽车工业和纺织工业等领域。
3.1 在工业涂料中的应用
水性聚氨酯固化剂搭配水性羟基分散体树脂，由于羟基分散体分子量小，羟值高，不含表面活性剂，故交联固化后致密度高，硬度高，光泽好，耐性好。在性能上完全可以媲美油性涂料，可广泛使用工业防腐和装饰涂料。如下表搭配树脂和固化剂制备双组份水性涂料用于装饰涂料如下图（武汉仕全兴新厂办公楼的铝型材涂装）。
固化剂S101，S100 可用PMA开稀使用
水性树脂PUA-1034、PUA-1036 或其它市售羟基分散体
特点高光、高硬度、抗划伤/
另外，如工业卷钢涂料采用烘烤单组分水性漆，选用封闭型水性聚氨酯固化剂，成膜后具有更好的韧性和抗划伤性能。如选用仕全兴F-70或F-70D和HPU-2140配伍组成单组份水性烘烤漆，储存稳定，成膜后机械性能优异，附着力好。
3.2 在地坪涂料中的应用
水性地坪采用双组份水性聚氨酯涂料，具有环保健康的特点，不同于环氧地坪，水性聚氨酯涂料具有高柔韧性、耐磨、耐候、耐水，抗划伤性好。如选用仕全兴S202水性固化剂搭配HPU-7240，具有高固含、低粘度流平好、无溶剂无气味，适应于室内外的特点，用于各种水性地坪涂料和塑胶跑道使用。
如下图双组份水性聚氨酯涂料用于地坪涂料。
3.3 在木器涂料中的应用
高品质水性哑光木器漆是家具行业的一个重点方向，漆膜消光后给人良好的质感和舒适的感觉，很受人们青睐。外添消光剂的清漆涂层透明度不高，且耐介质性较差。而通过固化剂从分子结构上可达到消光效果，同样一种水漆，搭配不同结构的哑光固化剂，可以得到我们需要的光泽度。
武汉仕全兴开发出来的哑光固化剂系列产品，可以只需要一种亮光清漆HPUA-7140，配伍标准水性固化剂可以制备出亮光漆，配伍仕全兴S105哑光固化剂系列产品可以制备出哑光度不同的漆膜。漆膜透明度高，不外加消光粉，耐性更好。同时减少涂料生产厂家和经销商的库存，减少资金占用
固化剂S105 可用PMA开稀使用
水性树脂HPUA-7140 或其它市售HPUA
特点配S105系列可达到不同的光泽
度，
如S105-30就是3分光S105-20、S105-30、S105-40、
S105-50、S105-60、S105-70
3.4 在汽车工业中的应用
汽车修补漆要到达原车漆一样的高光泽、快干、良好的耐性外，还需要低温固化，而水性双组份聚氨酯漆就可以很好的满足这些要求。施工方便，能常温自干或低温烘烤，而且对环境无污染。如采用仕全兴水性聚氨酯固化剂S-301搭配HPU-7240树脂制备双组份水性修补漆，可到达90度以上光泽，2-3H 的硬度。随着水性漆技术的日渐成熟，基于水性聚氨酯固化剂的双组份汽车修补漆必将占据越来越大的市场份额。
3.5 在纺织和印花中的应用
非离子型水性聚氨酯固化剂作为交联剂使用于纺织或印花行业，添加在粘合剂、各种树脂、高分子化工物等分散液或水溶液中使用，经干燥，热处理就能发挥卓越的性能。如添加非离子型水性聚氨酯固化剂如仕全兴D100、
D101，可室温自干或低温烘烤，添加非离子型封闭水性聚氨酯固化剂如仕全兴F-80、FD-80，高温热处理。可以提升织物的拒水拒油性，增强其与织物的粘结力，改善其耐磨性、耐擦洗性、耐化学品性和耐黄变性。
4 结语
采用武汉仕全兴水性固化剂专利合成技术，制备出了一系列的脂肪族水性聚氨酯固化剂。非离子型固化剂适用期长，耐水性好，阴离子固化剂分散性好，硬度高。
1) 对比武汉仕全兴水性固化剂与拜耳同类产品，各方面性能基本一致，价格
却有很大的竞争优势，有30%以上差距。
2) 仕全兴固化剂种类更加丰富，很多产品是拜耳没有的，可以满足不同的客
户需求，还可以为客户定制产品，比如快干型水性固化剂、长活化期的固化剂、不同光泽度的哑光固化剂、含氟/硅的功能型固化剂等等。
3) 水性聚氨酯固化剂的品类选择、加料方式与油漆产品差别巨大，对光泽和
性能会有很大影响，光泽差别高达30%，需要引起足够重视。
4) 水性聚氨酯固化剂应用领域广泛，经多方客户验证，一般工业涂料推荐
S101固化剂搭配羟基树脂PUA-1034性能最佳；地坪涂料推荐粘度小至700cps的S202搭配HPU-7240，具有高固低粘，无溶剂无味道，丰满度高易施工的特点；木器涂料推荐使用S105哑光系列，只需配置一种亮光漆WPUA-7140就可以制备出多种哑光漆，如使用S105-30做到3分光，S105-50做到5分光，可以为客户减少主漆种类与库存，缓解资金压力；汽车修补漆推荐使用S301搭配PUA-1034，具有长活化期，高硬度，不黄变的特性；在软基材或者对韧性要求特别高的领域推荐使用非离子型固化剂
D100。
5) 水性漆的普及靠技术进步，更需要优质快捷的服务。仕全兴愿与各同仁携
手共进，实现中国的涂料强国之梦
聚氨酯固化剂-MSDS资料
聚氨酯固化剂MSDS 第一部分?化学品及企业标识 化学品中文名：聚氨酯固化剂 化学品英文名：PU-Curing agent 生产企业名称： 地址:?邮编:? 电子邮件地址： 技术说明书编码:?登记号:? 生效日期:?传真号码:? 企业应急电话： 第二部分?成分/组成信息 纯品混合物 有害物成分浓度CAS No. 甲苯-2,4-二异氰酸酯<%584-84-9 乙酯40-60%141-78-6 第三部分?危险性概述 危险性类别：第类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：本品具有明显的刺激和致敏作用。高浓度接触直接损害呼吸道粘膜，发生喘息性支气管炎，表现有咽喉干燥、剧咳、胸痛、呼吸困难等。重者缺 氧、紫绀、昏迷。可引起肺炎和肺水肿。蒸气或雾对眼有刺激性；液体溅 入眼内，可能引起角膜损伤。液体对皮肤有刺激作用，引起皮炎。口服能 引起消化道的刺激和腐蚀。 慢性影响：反复接触本品，能引起过敏性哮喘。长期低浓度接触，呼吸功 能可受到影响。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃，有毒，具刺激性，具致敏性。 第四部分? 急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分?消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。与胺类、醇、碱类和温水反应剧烈，能引起燃烧或爆炸。加热或燃烧时可分解生成有毒气体。其蒸气比 空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高 热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中 的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂： 干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水、泡沫和酸碱灭火剂灭火。 第六部分?泄漏应急处理 应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏 源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或 其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或 专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分?操作处置与储存 操作处置注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面 罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远 离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止 蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类、醇类接触。尤 其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备 相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有 害物。 储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25℃，相对湿度不超过75％。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类、 醇类等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第八部分?接触控制/个体防护
聚氨酯固化剂合成的研究进展
聚氨酯固化剂合成的研究进展 胡孝勇1,2,郭祀远1,陈焕钦3 (1·华南理工大学轻工技术与工程学科博士后流动站,广州5106402·广西工学院生物与化学工程系,广西柳州545006;3·华南理工大学化 工与能源学院,广州510640) 摘要:提出了要想在薄膜蒸发器中分离出TDI,得到合格的聚氨酯固化剂产品,需要从合成固化剂入手,相对分子质量小、反应完全的聚氨酯固化剂更适合在薄膜蒸发器中进行分离,研究探讨了聚氨酯合成工艺。研究显示:分段升温反应有利于降低固化剂黏度;TDI和TMP的配比越大,固化剂黏度越小,但为了给后处理减小蒸馏负荷,确定TDI/TMP的质量比为4·6∶1;研究了酸碱度对反应的影响,反应体系偏碱性加速副反应,酸性较强也会加速副反应,研究显示加入少量磷酸有利于黏度的降低,提出了副反应抑制机理。合成的预聚物在分离过程中未见堵塞设备现象。 关键词:薄膜蒸发;TDI;聚氨酯;TDI-TMP预聚物 0引言 TDI-TMP固化剂在我国是生产量最大和使用最广泛一类聚氨酯固化剂。然而聚氨酯固化剂中残余的游离异氰酸酯是剧毒物质,对人体的危害非常大,为了降低固化剂中的游离TDI,国内外科学家做了大量的研究工作,主要有分子筛吸附法、萃取法、化学反应法、共沸蒸馏法、薄膜蒸发法。其中薄膜蒸发是最经济有效的方法[1]。我国在该领域也做了大量的科研工作,“聚氨酯无毒固化剂的关键技术”课题曾经是国家“七五”、“八五”、“九五”攻关课题,但由于难度大而没有在攻关期间最终完成该课题。从该技术在德国Bayer公司的发展来看,薄膜蒸发器有效降低游离异氰酸酯单体技术产业化的时间之长,显示该技术有很大难度。固化剂在薄膜蒸发器中进行分离时,容易堵住薄膜蒸发设备的管路,要分离TDI,先要将溶剂分离出来,在没有溶剂的情况下固化剂要在高于120℃的温度条件下才能流动,如果合成的固化剂相对分子质量过大,固化剂在设备中流动所需的温度更高,而在这样的高温下副反应加大,相对分子质量进一步增大,固化剂在设备里面流动所需的温度更高,最终固化产物将设备堵塞。所以有必要合成相对分子质量小、流动所需温度低、反应完全的预聚物来用于分离。理论上3mol 的TDI和1mol的TMP反应得到一个理想大分子的预聚物,这种理想的大分子只有在TDI无限过量的情况下出现。如果TDI使用量不足3mo,l反应容易凝胶而得不到固化剂。TDI和TMP反应实际的情况和理想的反应相差较大,这是由于三羟甲基丙烷上的1个羟基和—NCO反应后,还剩下的2个羟基不仅能和TDI上的—NCO 反应,也可以和预聚物中的—NCO反应。固化剂合成时,如由于没有后处理分离TDI,为了降低TDI含量,往往采用的是1molTMP和3·0~3·2mol左右的TDI反应[2],反应后期升高温度让剩余的TDI继续参加副反应,这样得到的固化剂黏度高,相对分子质量大,不适合在分子薄膜蒸发器中分离。很少有人去考虑合成的时候,为了满足分离的需要,反其道而行之,不仅不降低TDI的含量,反而加大TDI的含
水性聚氨酯的分类
水性聚氨酯的分类 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。 1．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，其外观分类如表5所示。 表5 水性聚氨酯形态分类 2.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。 3．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。 (1)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。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 4．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。 5．按聚氨酯树脂的整体结构划分 (1)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
水性聚氨酯涂料doc
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分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。目前的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：a.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。b.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。c.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。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
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
水性聚氨酯合成、改性及应用前景 摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。 关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。 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。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。 一、水性聚氨酯的合成 水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
聚氨酯固化剂合成研究
胡孝勇，等：聚氨酯固化剂合成研究 后处理分离ＴＤＩ，为了降低ＴＤＩ含量，往往采用的是１ｔｏｏｌＴＭＰ和３．０—３．２ｍｏｌ左右的ＴＤＩ反应心Ｊ，反应后期升高温度让剩余的ＴＤＩ继续参加副反应，这样得到的固化剂黏度高，相对分子质量大，不适合在分子薄膜蒸发器中分离。很少有人去考虑合成的时候，为了满足分离的需要，反其道而行之，不仅不降低ＴＤＩ的含量，反而加大ＴＤＩ的含量，合成相对分子质量小，流动所需温度低的预聚物用于分离。如果采用ＴＤＩ大量过量的方式来合成固化剂，羟基基本是被ＴＤＩ上的一ＮｃＯ包围，未反应的羟基和ＴＤＩ上的一Ｎｃ０反应的概率大，那么得到的固化剂就接近理想反应，ＴＤＩ过量越多，反应接近理想反应的程度越大，这就是文献［３］在叙述合成部分时候，要求ＴＤＩ大量过量的原因。但ＴＤＩ无限过量在实际的合成中是不现实的，过量多少就成了要研究的课题。 ２ＴＤＩ—ＴＭＰ聚氨酯固化剂合成研究 ２．１实验步骤 （１）三羟甲基丙烷（ＴＭＰ）脱水，将称量好的ＴＭＰ加入磨口烧瓶，同时加入质量为ＴＭＰ一半的纯苯及与ＴＭＰ等质量的环己酮，将其接人真空系统，烧瓶用水浴锅加热，开动真空泵抽真空，调节真空阀门，以烧瓶内的物料不暴沸为合适，４５ｍｉｎ后，拆除真空，停止加热，将脱水ＴＭＰ密闭保温待用。 （２）将干燥好的四口反应烧瓶、等压滴液漏斗、搅拌桨、回流冷凝器连接好，反应烧瓶用油浴锅加热，油浴锅中油的起始温度为３０℃，加人称量好的ＴＤＩ和环己酮，开动搅拌，将油浴锅的温度设定在指定温度，加入ＴＭＰ，从ＴＭＰ全部加入开始计时，反应３ｈ出料。 （３）测试黏度、固含量、ＴＤＩ含量、一ＮｃＯ含量。 ２．２分析与测试 固化剂黏度测定采用ＧＢ／Ｔｔ７２３－－１９９３的涂一４杯法测定低黏度样品的黏度。对于高分子溶液而言，一般相对分子质量越大，黏度越大，反之亦然，所以在本研究中以黏度大小来反映固化剂相对分子质量，即黏度越大，相对分子质量越大。 测试凝胶时间将以环己酮为溶剂合成的固化剂加入干燥后的磨口烧瓶中，用一个带有玻璃管的瓶塞堵住磨口烧瓶口，放人加热到１５５ｏＣ的油浴锅中加热，用秒表计时观察凝胶状况来测定凝胶时间。凝胶时间越长，稳定性越好，所以本研究以凝胶时问来反映固化剂的稳定性。 固化剂固含量测定：参照ＧＢ／Ｔ１７２５－－１９７９（１９８９）测试固含量。 一Ｎｃ０含量测定：采用二异氰酸酯与二正丁胺反应生成脲，过量的二正丁胺用盐酸滴定的方法测定。 ＴＤＩ含量测定：采用标准：ＧＢ／Ｔ１８４４６－－２００１。 ２．３实验结果与讨论 ２．３．１反应温度对聚氨酯固化剂合成的影响采用８０／２０ＴＤＩ１６０ｇ，ＴＭＰ４０ｇ，滴加０．０１％（以反应物总质量计）的磷酸进行反应，实验结果见表ｌ。 表１反应温度对粗产品性能的影响 Ｔａｂｌｅ１Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｕｎｓｈａｐｅｄｐｒｏｄｕｃｔ 注：（１）：反应在６０℃下进行１．５ｈ，在８０℃下进行１．５ｈ； （２）：反应在６０℃下进行１ｈ，在７５ｏＣ下进行１ｈ，在９５℃下进行１ｈ。 由表Ｉ可知，随着反应温度的升高，黏度升高，游离ＴＤＩ含量下降，一Ｎｃ０含量下降，但凝胶时间却出现反常，凝胶时间先升高，后下降，这应该和进行的反应进程有关。在较低温度下，比如６０℃，由于ＴＭＰ上的２个一０Ｈ和ＴＤＩ上的一ＮＣ０反应后导致位阻效应，使得第３个一０Ｈ的表观活性降得很低，反应进行到一定程度，２，４一ＴＤＩ基本反应完，而２，６一ＴＤＩ上的２个一Ｎｃ０基团的反应活性在低温下都很低，ＴＤＩ上的一ＮｃＯ和第３个一０Ｈ反应不完全，也就是说体系中还有大量剩余的～ＯＨ存在，一旦将体系加热到１２０ｏＣ的高温下，ＴＤＩ上的一Ｎｃ０和预聚物上的一Ｎｃ０反应活性相差很小，加上ＴＤＩ的浓度此时已经比较低，那么，第３个羟基就不一定和ＴＤＩ上的一ＮＣ０反应，而很有可能是和预聚物上的一Ｎｃ０反应，这样会导致黏度增加很快，最终导致凝胶时间缩短。在（１）和（２）所处的温度下凝胶时问显著延长，这可作如下推断：对于２，４一ＴＤＩ、２，６一ＴＤＩ或者预聚物来说，在低温下由于甲基的作用，２位上的～Ｎｃ０反应活性低，而４位上的一ＮｃＯ反应活性高，相差较大，反应活性顺序为２，４一ＴＤＩ＞２，６一ＴＤＩ＞预聚物，在高温下，活性差异变小，温度越高，差别越小。低温下，ＴＭＰ上的一０Ｈ优先和２，４一ＴＤＩ的４位上的～ＮＣＯ反应，而不是和预聚物上的～Ｎｃ０反应。但在高温下，由于反应活性的差异变小，ＴＭＰ上的一０Ｈ既可以和ＴＤＩ反应上的一ＮＣ０反应，也可以和预聚物上的一ＮｃＯ反应，这样导致相对分子质量增大。所以在低温下先让一ＯＨ和ＴＤＩ反应，在ＴＭＰ上２个～ＯＨ反应完全后，再升高温度，让剩余的一０Ｈ和一Ｎｃ０反应，这样的反应顺序得到的预聚物相对分子质量就小。若一开始就处于高温，一ＯＨ既和ＴＤＩ上的一Ｎｃ０反应，也和生成预聚物的一Ｎｃ０反应，导致相对分子质量增大。所以分段升温反应，先低温再高温反应，有利于合成理想的预聚物，有利于相对分子质量降低，有利于凝胶时间变长。 ２．３．２单体配比对聚氨酯固化剂合戍的影响加入０．０１％的磷酸，在６０℃下反应１ｈ，在７５℃下反应１ｈ，在９５℃下反应１ｈ，固含量还是维持在５０％。实验数据见 表２。
水性聚氨酯配制方法
1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低，因此，我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好，惟其价格较高，限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其贮存稳定期较短。但通过采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性。国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。脂肪族非规整结构聚酯的柔顺性也较好，规整结构的结晶性聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液胶粘剂，胶层经热活化粘接，初始强度较高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯对金属、RET等材料的粘接力高，内聚强度大。 其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯胶粘剂的制备。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制了它的广泛应用。 2.异氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成，而我国受原料品种及价格的限制，大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。 3．扩链剂：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除了这类特种扩链剂外，经常还使用1，4—丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳化分散的同时进行扩链反应。 4．水：蒸馏水、离子水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质，为了防止自来水中的Ca2+、寸+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯胶粘剂的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散与水的同时，水也参与扩链。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯—脲乳液(分散液)，聚氨酯—脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好。
水性聚氨酯在地坪中的应用-水性聚氨酯树脂
水性聚氨酯在地坪中的应用 华成明，汤诚 （武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，武汉430040） 摘要：根据水性地坪漆特点，以水性聚氨酯分散体、水性丙烯酸分散体配以水性聚氨酯固化剂作为主要成膜物质，并配以消泡剂、流平剂、增稠剂、色浆/精等分别制备水性地坪面漆。并对不同组合特点进行性能和经济成本探讨，以此参考，用户可根据需要优选树脂和固化剂配比，设计出高性价比的水性聚氨酯地坪、优选出合适的工艺配比以达到各方要求，加快推进环保地坪涂装。 关键词：水性地坪；水性聚氨酯；水性聚氨酯固化剂 1.前言 聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲，脲基甲酸酯等基团，因而具有优异柔韧性和耐磨性。溶剂型聚氨酯地坪漆生产和施工过程中使用和排放大量挥发性有机物（VOC），各地正陆续限制使用或禁止使用。而市场上代替的水性产品在性能和经济成本与油性产品差距较大，限制了水性产品的推广。本研究采用水性聚氨酯分散体(HPU-7135)和丙烯酸分散体（HPUA-1036）作为水性树脂，并配以水性聚氨酯固化剂（S-101）做双组份水性聚氨酯地坪漆具有良好施工性、柔韧性、极佳的耐磨性。该体系做出来的水性地坪，适应不同需求，用户可根据需要优选树脂和固化剂配比，设计出高性价比的水性聚氨酯地坪、优选出合适的工艺配比以达到各方要求，加快推进环保地坪涂装。
2.实验部分 2.1主要原料（表1） 2.2辅料（表2） 2.3样品的制备 2.3.1按表3配比制漆（为便于对比，将不同固含树脂调到同一固含测试）表3
聚氨酯的合成工艺
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺 引言： 随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。 聚氨酯的合成工艺： 1.1 主要原材料准备和精制 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业品;聚醚多元醇（N220，相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4- 丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级；环氧树脂E- 20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA），工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N- 甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA）、乙二胺（EDA）、丙酮，分析纯，使用前用4A 分子筛干燥处理；偶氮二异丁腈（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂、流平剂、增稠剂，均为工业品。 1.2光引发剂 作为光固化材料的重要组成部分，光引发剂的作用是吸收一定波长的光能后产生活泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等，在空气中受O 2 的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O 2 的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮、硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可制得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以苯偶姻醚聚碳酸酯为代表，利用这类光引发剂可以合成嵌段共聚物，以获得性能更加平衡或
水性聚氨酯胶解析(一)
水性聚氨酯胶解析(一) 2009-11-21 23:08 水性聚氨酯胶解析 水性聚氨酯胶的发展概况 水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径<0.001um，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1 ，外观白浊)。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。 由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，用途越来越广。目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近10多年来，保护地球环境舆论压力与日俱增，一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。 水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。 聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始
迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能大批量生产。70-80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的磺酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW 及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。 在水性类胶粘剂中，我国目前仍以聚丙烯酸酯类乳液胶、聚乙烯醋酸乙烯类乳液胶、水性三醛树脂等胶粘剂为主。有柔韧性好等特点，有较大的发展前途。水性聚氨酯胶粘剂的性能特点 1.与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂除了上述的无溶剂臭味、无污染等优点外，还具有下述特点。 (1)大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含NCO基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。而溶剂型或无溶剂单组分及双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用NCO的反应、在粘接固化过程中增强粘接性能。水性聚氨酯中含有羧基、羟基等基团，适宜条件下可参与反应，使胶粘剂产生交联。 (2)除了外加的高分子增稠剂外，影响水性聚氨酯粘度的重要因素还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。?聚合物分子上的离子及反离子(指溶液中的与聚氨酯主链、侧链中所含的离子基团极性相反的自由离子)越多，粘度越大；而固体含量(浓度)、聚氨酯树脂的分子量、交联剂等因素对水性聚氨酯粘度的影响并不明显，这有利于聚氨酯的高分子量化，以提高胶粘剂的内聚强度。与之相比，溶剂型聚氨酯胶粘剂的粘度的主要影响因素有聚氨酯的分子量、支化度、胶的浓
nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩写
nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩 写 【篇一：nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩写】 1）聚氨酯固化剂中的-nco基团，会与空气中的水气等起反应，只会降低，不会升高。2）除非试验原 料、测试方法或流程出现问题。。。 【篇二：nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩写】 所谓聚氨酯固化剂就是含有-nco基团的一些寡聚物，能够与聚醚二 元春反应。分类：聚氨酯固化剂分单组分和双组分，聚氨酯的种类 很多，市场主要是双组分羟基固化型聚氨酯。也有的分为：水性聚 氨酯固化剂和油性聚氨酯固化剂。用途：木器漆、玻璃漆、塑胶漆、金属漆、地坪漆，实物如，木器、汽车、飞机、机械、电器、仪器 仪表、塑料、皮革、玻璃，五金等干燥时间：表干15-20min，打磨 3-4h，实干24h特点：易干、耐磨、硬度高、丰满性好、柔韧性好、易打磨、与溶剂相容性强、性能稳定缺点：部分聚氨酯固化剂含有 毒游离tdi物质，如不达标，易对周边环境及人造成危害，常见症状为：眼睛疼痛、流泪、、咳嗽、胸闷、气急、哮喘、、、接触性过 敏性等症状，长期接触有致癌的危险。区别：在固体含量方面，聚 酯漆固化剂与聚氨酯固化剂的区别在于，聚酯漆固话的固体含量几 乎是100%，而聚氨酯固化剂的固体含量一般为35-90%。施工注意：一定要严格按照油漆包装上指定的文字说明进行调配油漆及固化剂 和稀释剂的比列，一般配漆比例为：主剂∶固化剂∶稀释剂为 1∶0.5-1∶0.5-1.5，调制或涂饰时，不能与水、酸、碱、醇类接触。尤其...所谓聚氨酯固化剂就是含有-nco基团的一些寡聚物，能够与 聚醚二元春反应。 分类：聚氨酯固化剂分单组分和双组分，聚氨酯的种类很多，市场 主要是双组分羟基固化型聚氨酯。也有的分为：水性聚氨酯固化剂 和油性聚氨酯固化剂。 用途：木器漆、玻璃漆、塑胶漆、金属漆、地坪漆，实物如，木器、汽车、飞机、机械、电器、仪器仪表、塑料、皮革、玻璃，五金等 干燥时间：表干15-20min，打磨3-4h，实干 24h 特点：易干、耐磨、硬度高、丰满性好、柔韧性好、易打磨、与溶 剂相容性强、性能稳定
聚氨酯固化剂-MSDS资料
聚氨酯固化剂MSDS 第一部分化学品及企业标识 化学品中文名：聚氨酯固化剂 化学品英文名：PU-Curing agent 生产企业名称： 地址: 邮编: 电子邮件地址： 技术说明书编码: 登记号: 生效日期: 传真号码: 企业应急电话： 第二部分成分/组成信息 混合物 纯品 有害物成分浓度CAS No. 甲苯-2,4-二异氰酸酯<0.5% 584-84-9 乙酯40-60% 141-78-6 第三部分危险性概述
危险性类别：第6.1类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：本品具有明显的刺激和致敏作用。高浓度接触直接损害呼吸道粘膜，发生喘息性支气管炎，表现有咽喉干燥、剧咳、胸痛、呼吸困难等。重者缺氧、紫绀、昏迷。可引起肺炎和肺水肿。蒸气或雾对眼有刺激性；液体溅入眼内，可能引起角膜损伤。液体对皮肤有刺激作用，引起皮炎。口服能引起消化道的刺激和腐蚀。 慢性影响：反复接触本品，能引起过敏性哮喘。长期低浓度接触，呼吸功能可受到影响。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃，有毒，具刺激性，具致敏性。 第四部分急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。与胺类、醇、碱类和温水反应剧烈，能引起燃烧或爆炸。加热或燃烧时可分解生成有毒气体。其蒸气比
空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水、泡沫和酸碱灭火剂灭火。 第六部分泄漏应急处理 应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分操作处置与储存 操作处置注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25℃，相对湿度不超过75％。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱
水性聚氨酯发展概况
水性聚氨酯发展概况 水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径< 0.001um，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0. 1 ，外观白浊)。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，用途越来越广。目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近10多年来，保护地球环境舆论压力与日俱增，一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能大批量生产。7 0-80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的磺酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液C VC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。在水性类胶粘剂中，我国目前仍以聚丙烯酸酯类乳液胶、聚乙烯醋酸乙烯类乳液胶、水性三醛树脂等胶粘剂为主。有柔韧性好等特点，有较大的发展前途。水性聚氨酯的分类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。1．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，其外观分类如表5所示。表5 水性聚氨酯形态分类 -----------------------------------------------------名称水溶液分散液乳液状态溶解—胶体分散分散外观透 明半透明乳白白浊粒径，um ＜0.001 100-1000 0.001-0.1分子量数千－20万＞0.1 ＞5000------------------------------------------------------ 2.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
新型聚氨酯固化剂的研究与发展
新型聚氨酯固化剂的研究与发展 张修景(菏泽学院化学与化工系，山东菏泽274015) 摘要：阐述了颜色低于铁钴比色计1号，游离TDI含量小于0.5%，贮存稳定性达2年以上的新型聚氨酯固化剂的生产工艺；确定了含羟基丙烯酸树脂与该固化剂的质量比为：m(含羟基丙烯酸树脂)∶m(新型聚氨酯固化剂)=10∶4～6；分析了碱性物质是导致聚氨酯固化剂成胶的原因；提出了保证聚氨酯固化剂低色值、低游离TDI含量和高贮存稳定性的方法。 关键词：新型聚氨酯固化剂；色值；游离TDI含量；稳定性 0.引言 国内科研单位及相关企业、院校对于聚氨酯固化剂的研究做了大量工作，朱吕民[1]介绍了色泽为8号(铁钴比色计)TDI加成物的制法；彭红为，等[2-3]报道的产品的游离TDI含量高达3.0%～5.0%，配制的涂料在施工过程中对人体伤害很大，环境污染严重，不仅远远高出世界卫生组织游离TDI含量≤0.5%的要求，而且很难达到我国《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》GB18581—2001强制标准中≤0.7%的规定。国外通常采用薄膜蒸发法，如Bayer公司采用该技术产品的游离TDI含量<0.5%。国内相关研究[4-10]对于降低游离TDI做了大量积极工作，并提出了在聚氨酯生产中推行清洁生产的建议和措施，但实现工业化生产的报道很少。赵文斌，等[10]的产品通过热重分析(TG)显示，改性TDI三聚体的热稳定性有一定下降。为此，本文研究了颜色低于铁钴比色计1号，游离TDI<0.5%，贮存稳定性达2年以上的TDI-TMP加成物，找到了该固化剂与含羟基丙烯酸树脂的最佳配比，可赋于漆膜多种优良的性能。 1.实验部分 1.1原料 甲苯二异氰酸酯(TDI)：80/20，国产；三羟甲基丙烷(TMP)：美国产；乙酸丁酯：工业一级品，无水；二月桂酸二丁基锡、缩二脲：工业一级品；磷酸(85%)、三正丁基膦、对硝基苯甲酰氯：分析纯；氮气(99199%)。 1.2反应原理 TDI-TMP加成物主要是指3分子的甲苯二异氰酸酯(TDI)与1分子的三羟甲基丙烷(TMP)的加成物，反应如式1。 1.3方法 新型聚氨酯固化剂的中试配方见表1。
双组分水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能
双组分水性聚氨酯胶黏剂的合成及表征 郑延清1*，邹友思 2 (1.闽江学院化学与化学工程系，福建福州350108； 2.厦门大学材料学院，福建厦门361005) 摘要：以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、1,4-丁二 醇（BDO）和三羟甲基丙烷（TMP）等为原料合成了双组分水性聚氨酯的多元醇组 分作为A组分。考虑到溶解性，反应活性，工业成本等因素，本文从小分子二元醇（如乙二醇，丙二醇，丁二醇，一缩乙二醇等），小分子三元醇（甘油），小分子四 元醇（季戊四醇），聚乙二醇（相对分子质量从200到2000），聚丙二醇（相对分子 质量从300到2000）等数十种醇类化合物中，反复试验，再三筛选，最后确定以聚 乙二醇-800和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）三聚体为原料合成了亲水性多异氰酸酯 固化剂作为B组分。将A、B组分混合配制，得到了双组分水性聚氨酯胶黏剂。通 过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）、粘度、吸水率、粘接强度、离心稳定性等 性能测试，分别对A、B组分合成的关键步骤及影响产物性能的各种因素进行了探讨。结果表明，当DMPA、BDO、TMP的质量分数分别为6%、4%、3%时，多元醇 组分的外观、稳定性、粘接强度等性能较好；选择聚乙二醇作为亲水组分对HDI三 聚体进行改性，且当其添加的质量分数为11%及以上时，制备出的多异氰酸酯固化 剂组分具有较好的水分散性。 关键词：水性聚氨酯；胶黏剂；多元醇组分；固化剂；粘接强度 中途分类号：O 631 文章标志码：A 文章标号： 聚氨酯胶黏剂具有独特的软硬段结构，这种化学结构决定了它具有耐低温、耐磨、耐脆化、拉伸强度高、韧性、弹性好等优点[1-4]。传统的溶剂型聚氨酯胶黏剂以二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯等溶剂为分散介质，这些溶剂易燃易爆，挥发性和毒性较大，污染环境，危害操作者的身体健康。近年来，随着保护环境的舆论压力和人们的环保意识不断增强，一些发达国家制定了限制挥发性有机物（VOC）的法律法规，这些因素促进了*通信作者：yanqingz2115@https://www.360docs.net/doc/4316366534.html,