水性聚氨酯、課件

1、水性聚氨酯材料 匯報(bào)人：楊寧指導(dǎo)老師：用來做什么？ 怎么來制備？是什么？水性聚氨酯 認(rèn)識水性聚氨酯 思維導(dǎo)圖一、水性聚氨酯是什么？ 水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯樹脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業(yè)發(fā)展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。 二、水性PU的基本原料1.大分子多元醇化合物（聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙二醇、聚四氫呋喃、聚酯酰胺、丙烯酸多元醇、蓖麻油

2、類多元醇以及端羥基聚丁二烯橡膠、聚1,6-己二醇碳酸酯等)2.多異氰酸酯（TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯，HDI等脂肪族二異氰酸酯和IPDI、H-MDI等脂環(huán)族二異氰酸酯等十多個品種）3.親水性擴(kuò)鏈劑（二羥甲基丙酸（DMPA）、二羥基半酯、乙二氨基乙磺酸鈉、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺）成鹽劑（也稱中和劑，是一種能和羧基、磺酸基、叔氨基或脲基團(tuán)反應(yīng)形成聚合物鹽、或者生成離子基團(tuán)的試劑。陰離子：三乙胺、氨水）溶劑（常用的有機(jī)溶劑：丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六環(huán)、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮）名稱丙酮；二甲酮；木酮；醋酮；阿西通結(jié)構(gòu)式CH3COCH3分子量58.08沸點(diǎn)56.12性質(zhì)無色透明液

3、體，有刺激性醚味和芳香味。相對密度（20/4）0.7899，凝固點(diǎn)為-94.7，閃點(diǎn)（開口）-10，燃點(diǎn)561折射率1.3588，黏度（25）0.316mPas，表面張力23.7x10-3 N/m，比熱容1.28kJ/（kgK）溶解度參數(shù)=9.8.能與水、甲醇、乙醇、乙醚、苯、氯仿、吡啶、油類等混溶。易燃，易揮發(fā)，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限2.5%12.8%（體積分?jǐn)?shù)）毒性低毒，有麻醉性和刺激性，空氣中最高容許濃度400mg/m3貯存貯存于陰涼、通風(fēng)、溫度不超過30的庫房內(nèi)，遠(yuǎn)離火種、熱源表1-1丙酮的主要性質(zhì)水（水是水性聚氨酯膠黏劑的主要介質(zhì)，為了防止自來水中的Ca2+、K+等雜質(zhì)

4、對陰離子型水性聚氨酯穩(wěn)定性的影響，一般用蒸餾水或去離子水，）封端劑（關(guān)鍵在于對水溶性和接風(fēng)溫度的選擇。大致分為：酚類、醇類、胺類、內(nèi)酰胺、二羥基化合物、硫酚硫磺、無機(jī)酸等）三、水性聚氨酯的分類1.按分散狀態(tài)分： 名 稱水溶液分散液乳液狀態(tài)外觀粒徑/m分子量溶解膠體透明0.1500 表2-1 水性聚氨酯酚類3.按親水性基團(tuán)的性質(zhì)分類 根據(jù)聚氨酯分子側(cè)鏈或主鏈上是否含有離子基團(tuán)，即是否屬離子鍵聚合物（離聚物） 水性聚氨酯可分為： （1）陰離子型水性聚氨酯 （2）陽離子型水性聚氨酯 （3）非離子型水性聚氨酯 （4）混合型水性聚氨酯5.按聚氨酯的水性化方法根據(jù)制備方法有多種分類： （1）內(nèi)乳化法和外乳

5、化法 （2）預(yù)聚體法、丙酮法、蓉蓉分散法 （3）二元胺直接擴(kuò)鏈與酮亞胺-酮連氮法（2）水性聚氨酯涂料有許多優(yōu)異的性能涂膜耐磨與粘附力強(qiáng)； 涂膜防腐性能優(yōu)異，耐油、耐酸堿鹽，耐工業(yè)廢氣； 施工溫度范圍廣，0-室溫-加熱固化； 涂膜軟硬可調(diào)； 具有優(yōu)良的電性能，可作漆包線； 與多種樹脂混用性好； 裝飾與保護(hù)性能好。如環(huán)氧樹脂保護(hù)性好但裝飾性差，硝基漆等裝飾性好但保護(hù)差，所以，聚氨酯涂料可用于高級木器、鋼琴、大型客機(jī)的外涂飾； 耐高低溫性好，從-40到300都可有相應(yīng)的品種。水性聚氨酯涂料家具用汽車用船舶用內(nèi)外墻用塑料用皮革用合成革用織物用紙用（3）內(nèi)外墻涂料用水性聚氨酯涂料（3.1）涂料和油漆的區(qū)

6、別： 油漆：一種用作裝飾或保護(hù)外層的液體混合 物，通常由液態(tài)展色劑和固體顏料組成； 涂料：涂在物體表面,使其美觀或防蝕的物質(zhì)。 （3.2）水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合外墻涂料 （一）、組成與特性分析 主要成膜物質(zhì) 水性聚氨酯樹脂乳液、聚丙烯酸乳液 顏料和填料 涂膜強(qiáng)度、防紫外線、耐候（老化） 水（優(yōu)質(zhì)純凈水） 助劑 成膜助劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等。 （二）、主要性能 水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合外墻涂料具有優(yōu)良的流平性、遮蓋性、耐水性、耐酸堿性、耐洗刷性、耐沾污性、耐人工氣候老化性，也就是說其施工性、裝飾性和耐久性都很好。其主要指標(biāo)如下: 涂抹外觀：平整、光潔； 對比率（白色和淺色）： 0.93

7、耐水性96h：無異常 耐堿性48h：無異常 耐酸性48h（浸5%H2SO4 溶液）：無異常 耐洗刷性：10000次 耐沾污性：10% 耐人工氣候老化性 1000h（白色或淺色）：不起泡、不剝落、無裂縫，粉化1級；變色2級。上述涂膜實(shí)驗(yàn)方法參照 GB/T 9755 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。水性聚氨酯膠黏劑 聚氨酯膠黏劑（polyurethane adhesive）是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)（-NHCOO-）或異氰酸酯基（-NCO）的膠黏劑。它具有優(yōu)異的性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。德國Bayer公司的聚氨酯膠黏劑專家Gunter Festel 指出，聚氨酯膠黏劑的多樣性幾乎為每一種粘接難題都準(zhǔn)備了解決的方法。目前

8、世界各國均制定了嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，人們的生命健康和生產(chǎn)安全意識不斷增強(qiáng)，質(zhì)量好、無污染的環(huán)保型膠黏劑正在逐步成為合成膠黏劑的主流產(chǎn)品，這是有關(guān)專家對膠黏劑市場進(jìn)行分析后得出的結(jié)論。水性膠因不含有機(jī)溶劑、無污染，是環(huán)保型膠黏劑產(chǎn)品。2002年我國生產(chǎn)水性膠61.8萬噸，年均增長18.4%，是增長最快的膠中之一。在產(chǎn)量增長的同時，產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷提高品種增加，一些技術(shù)含量高，性能較好的膠黏劑不斷出現(xiàn)。目前除常用的丙烯酸、聚醋酸乙烯和VAE乳液外，水性聚氨酯的研究也取得了進(jìn)展。水性聚氨酯膠黏劑已作為“十一五”期間我國重點(diǎn)發(fā)展的環(huán)保型、節(jié)能型膠黏劑之一。水性聚氨酯膠黏劑通用汽車用鞋用木材工業(yè)復(fù)合包裝用服

9、裝用水性聚氨酯壓敏膠鞋用水性聚氨酯膠黏劑的特點(diǎn) 鞋用膠黏劑通常應(yīng)具有卓越的低溫性能、低的固化性能、優(yōu)良的柔性、耐沖擊性，初粘性強(qiáng)，對許多材料有很多的浸潤性和粘接性。其主要特點(diǎn)如下： 對結(jié)晶性不同的材質(zhì)應(yīng)具有較高的粘接強(qiáng)度，特別要求剝離強(qiáng)度高。 施膠工藝簡便，易于操作，使用期可調(diào)。 耐熱性適當(dāng)、耐水性良好、膠接持久。 膠接初粘性高，適應(yīng)生產(chǎn)線的需要。 毒性較低，以滿足相關(guān)法律法規(guī)的要求。 鞋用水性聚氨酯的制備工藝和原料 鞋用水性聚氨酯膠黏劑工業(yè)上比較成熟的制備方法是預(yù)聚體分散法。預(yù)聚體分散法通?？梢灾苽涔毯枯^高的聚氨酯乳液，由于脂肪族異氰酸酯具有較低的活性，預(yù)聚體分散法與水反應(yīng)速度遠(yuǎn)比芳香族異氰酸酯慢，且脂肪族異氰酸酯耐黃變，因此鞋用水性聚氨酯膠黏劑通常選用脂肪族異氰酸酯，如 HDI、IPDI等。反應(yīng)