最近在研究一些双组分水性聚氨酯的过程中对多元醇水分散体有一定的体会跟进展,摘录了一些,总结了一些,跟大家分享一下。
双组份水性聚氨酯不仅具有水性聚氨酯的附着力强、耐磨性好、不易燃等优点,还具有优异的机械性能、耐候性和低温成膜性等,显示出广阔的发展前景,已成为高性能环保型聚氨酯研究的热点。
双组份水性聚氨酯主要由含—OH的多元醇水分散体和含—NCO的多异氰酸酯固化剂组成,多元醇水分散体对未亲水改性的多异氰酸酯固化剂有乳化作用,可促使固化剂稳定地分散在水中,有助于双组份水性聚氨酯制备过程中交联反应的顺利进行。此外,多元醇水分散体作为双组份水性聚氨酯的羟基组分,它的组成和结构对双组份水性聚氨酯的性能亦具有重要的影响。
多元醇水分散体主要分为以下几种:
1、聚酯多元醇水分散体
聚酯多元醇水分散体有较好的强度和耐热性,以其制备的双组份水性聚氨酯涂料具有光泽度好、丰满度高、颜料分散性优良和附着力强等特点。
根据亲水单体的不同,聚酯多元醇水分散体可分为羧酸盐型和磺酸盐型2 种类型,磺酸盐型杂化多元醇水分散体的粒径分布比胺中和型更均匀,但稳定性比胺中和型差。而且,由磺酸盐型杂化多元醇水分散体制得的双组份水性聚氨酯涂膜耐水性、耐酸碱性、耐腐蚀能力更为优异,但贮存稳定性还有待提高。
2、聚氨酯多元醇水分散体
聚氨酯多元醇水分散体本身是一种高性能的胶粘剂,与固化剂相容性好,以其制备的双组份水性聚氨酯涂料具有良好的外观和颜料润湿性,涂膜具有优异的力学性能、耐化学品性和耐磨性,同时通过调整氨基甲酸酯的浓度可达到改善涂膜综合性能的目的。因此,聚氨酯多元醇水分散体是一种理想的双组份水性聚氨酯涂料的羟基组分。
聚氨酯多元醇水分散体通常是由聚合物多元醇、二异氰酸酯和亲水单体制备而成的一种羟基封端的聚氨酯水分散体,不同的制备方法会导致产品性能有所差异。目前常用的制备方法包括“一步法”、“预聚体法”和“丙酮法”。多异氰酸酯分别与“预聚体法”和“一步法”制得的聚氨酯多元醇水分散体反应时,与前者的反应比与后者反应快,且也比与水的反应快,因此,“预聚体法”制备的聚氨酯多元醇水分散体更适用于双组份水性聚氨酯涂料的制备,而“丙酮法”制备的水分散体具有更好的稳定性和重复性。
3、丙烯酸多元醇水分散体
丙烯酸多元醇水分散体具有相对分子质量、玻璃化温度和羟基含量等易于调节的优点,以其制得的涂膜交联密度高,且保色保光性、耐溶剂性、耐化学品性、耐候性等性能优异,加之其性价比较高,因此得到广泛的应用。
通过选择适当的有机溶剂并减少用量,且使残余的溶剂作为助剂留在丙烯酸多元醇水分散体系中的方法,可有效解决有机溶剂处理问题。
4、生物质基多元醇水分散体
生物质基多元醇具有来源丰富、价格低廉、可降解、可再生、生物相容性好等优点,它主要是通过生物质的降解或将生物质连接到多元醇上制备而成。
根据原料的不同,生物质基多元醇可分为纤维素、木质素多元醇; 蔗糖、淀粉多元醇; 松香基多元醇和植物油基多元醇等。
生物质基多元醇水分散体不仅有利于降低聚氨酯的成本,而且有助于实现聚氨酯工业向绿色环保和可持续发展的方向转化。
总的来说:羟基组分的组成与结构对双组份水性聚氨酯涂料的性能有较大影响,设计开发高性能、环保型的多元醇水分散体对改善双组份水性聚氨酯的综合性能具有重要的意义。