水性聚氨酯.pptx
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1、那什么是水性聚氨酯呢?那什么是水性聚氨酯呢?uu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,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,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,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。无污染
2、、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯分类:水性聚氨酯分类:水性聚氨酯分类:水性聚氨酯分类:1.1.1.1.按外观:水性聚氨酯乳液,水性聚氨酯分散液,水性聚氨酯水溶液;按外观:水性聚氨酯乳液,水性聚氨酯分散液,水性聚氨酯水溶液;按外观:水性聚氨酯乳液,水性聚氨酯分散液,水性聚氨酯水溶液;按外观:水性聚氨酯乳液,水性聚氨酯分散液,水性聚氨酯水溶液;2.2.2.2.按使用形式:单组分型和双组分型;按使用形式:单组分型和双组分型;按使用形式:单组分型和双组分型;
3、按使用形式:单组分型和双组分型;3.3.3.3.按亲水性成分:阴离子型按亲水性成分:阴离子型按亲水性成分:阴离子型按亲水性成分:阴离子型:磺酸型,羧酸型等磺酸型,羧酸型等磺酸型,羧酸型等磺酸型,羧酸型等 阳离子型:季胺离子型占多阳离子型:季胺离子型占多阳离子型:季胺离子型占多阳离子型:季胺离子型占多 非离子型:非离子型:非离子型:非离子型:PEGPEGPEGPEG链段,羟甲基型;链段,羟甲基型;链段,羟甲基型;链段,羟甲基型;4.4.4.4.按聚氨酯原料:聚醚型,聚酯型,聚烯烃型;按聚氨酯原料:聚醚型,聚酯型,聚烯烃型;按聚氨酯原料:聚醚型,聚酯型,聚烯烃型;按聚氨酯原料:聚醚型,聚酯型,聚烯
4、烃型;5.5.5.5.按水性化方法:自乳化法和外乳化法;预聚体法,丙酮法、熔融分散法等。按水性化方法:自乳化法和外乳化法;预聚体法,丙酮法、熔融分散法等。按水性化方法:自乳化法和外乳化法;预聚体法,丙酮法、熔融分散法等。按水性化方法:自乳化法和外乳化法;预聚体法,丙酮法、熔融分散法等。水性聚氨酯制备原理和方法水性聚氨酯制备原理和方法uu聚氨酯疏水性强,不能直接溶于水,也很难分散在水中。因此,用传聚氨酯疏水性强,不能直接溶于水,也很难分散在水中。因此,用传聚氨酯疏水性强,不能直接溶于水,也很难分散在水中。因此,用传聚氨酯疏水性强,不能直接溶于水,也很难分散在水中。因此,用传统的工艺先合成聚氨酷后
5、,再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯,统的工艺先合成聚氨酷后,再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯,统的工艺先合成聚氨酷后,再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯,统的工艺先合成聚氨酷后,再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯,又由于异氰酸酯遇水即迅速反应,也很难在水中进行制备,因而必须又由于异氰酸酯遇水即迅速反应,也很难在水中进行制备,因而必须又由于异氰酸酯遇水即迅速反应,也很难在水中进行制备,因而必须又由于异氰酸酯遇水即迅速反应,也很难在水中进行制备,因而必须采用新的方法来合成水性聚氨酯。(由于水性聚氨酯乳液的应用面比采用新的方法来合成水性聚氨酯。(由于水性聚氨酯乳液的应用面比采用新的方法来
6、合成水性聚氨酯。(由于水性聚氨酯乳液的应用面比采用新的方法来合成水性聚氨酯。(由于水性聚氨酯乳液的应用面比较广,故以下讨论主体是水性聚氨酯乳液)。较广,故以下讨论主体是水性聚氨酯乳液)。较广,故以下讨论主体是水性聚氨酯乳液)。较广,故以下讨论主体是水性聚氨酯乳液)。uu原理一:外乳化法原理一:外乳化法其原理与自由基乳液聚合的乳化原理相似,是先制备一定分子量其原理与自由基乳液聚合的乳化原理相似,是先制备一定分子量其原理与自由基乳液聚合的乳化原理相似,是先制备一定分子量其原理与自由基乳液聚合的乳化原理相似,是先制备一定分子量的聚氨酯预聚体,在搅拌下加入适当的乳化剂,在强烈搅拌下经强力的聚氨酯预聚体
7、,在搅拌下加入适当的乳化剂,在强烈搅拌下经强力的聚氨酯预聚体,在搅拌下加入适当的乳化剂,在强烈搅拌下经强力的聚氨酯预聚体,在搅拌下加入适当的乳化剂,在强烈搅拌下经强力剪切作用将其分散于水中依靠外部机械力制成聚氨酯乳。但此法制得剪切作用将其分散于水中依靠外部机械力制成聚氨酯乳。但此法制得剪切作用将其分散于水中依靠外部机械力制成聚氨酯乳。但此法制得剪切作用将其分散于水中依靠外部机械力制成聚氨酯乳。但此法制得的聚氨酯乳液粒径大,分布宽,稳定性较差,限制了其使用范围。所的聚氨酯乳液粒径大,分布宽,稳定性较差,限制了其使用范围。所的聚氨酯乳液粒径大,分布宽,稳定性较差,限制了其使用范围。所的聚氨酯乳液粒
8、径大,分布宽,稳定性较差,限制了其使用范围。所以目前已基本不在使用。以目前已基本不在使用。以目前已基本不在使用。以目前已基本不在使用。u原理二:自乳化法uu当聚合物主链分布有较多的亲水基团时,则聚合物将具有当聚合物主链分布有较多的亲水基团时,则聚合物将具有当聚合物主链分布有较多的亲水基团时,则聚合物将具有当聚合物主链分布有较多的亲水基团时,则聚合物将具有水溶性。为此,在聚氨酯链上引入一些亲水性基团,使聚水溶性。为此,在聚氨酯链上引入一些亲水性基团,使聚水溶性。为此,在聚氨酯链上引入一些亲水性基团,使聚水溶性。为此,在聚氨酯链上引入一些亲水性基团,使聚氨酯分子具有一定的亲水性,然后在剧烈搅拌下,
9、不外加氨酯分子具有一定的亲水性,然后在剧烈搅拌下,不外加氨酯分子具有一定的亲水性,然后在剧烈搅拌下,不外加氨酯分子具有一定的亲水性,然后在剧烈搅拌下,不外加乳化剂,凭借这些亲水基团使之自发地分散于水中,从而乳化剂,凭借这些亲水基团使之自发地分散于水中,从而乳化剂,凭借这些亲水基团使之自发地分散于水中,从而乳化剂,凭借这些亲水基团使之自发地分散于水中,从而制成水性聚氨酯。且我们可通过调节亲水性基团与疏水性制成水性聚氨酯。且我们可通过调节亲水性基团与疏水性制成水性聚氨酯。且我们可通过调节亲水性基团与疏水性制成水性聚氨酯。且我们可通过调节亲水性基团与疏水性基团的比例,可以制得多种类型的水性聚氨酯。自
10、乳化法基团的比例,可以制得多种类型的水性聚氨酯。自乳化法基团的比例,可以制得多种类型的水性聚氨酯。自乳化法基团的比例,可以制得多种类型的水性聚氨酯。自乳化法制得的水性聚氨酷,乳液粒径小,稳定性高,成膜性、粘制得的水性聚氨酷,乳液粒径小,稳定性高,成膜性、粘制得的水性聚氨酷,乳液粒径小,稳定性高,成膜性、粘制得的水性聚氨酷,乳液粒径小,稳定性高,成膜性、粘附性好,是目前制备水性聚氨酯的主要方法附性好,是目前制备水性聚氨酯的主要方法附性好,是目前制备水性聚氨酯的主要方法附性好,是目前制备水性聚氨酯的主要方法。uu根据分子结构中亲水基团的类型,自乳化型水性根据分子结构中亲水基团的类型,自乳化型水性根
11、据分子结构中亲水基团的类型,自乳化型水性根据分子结构中亲水基团的类型,自乳化型水性PUPUPUPU可分为可分为可分为可分为阳离子型,阴离子型,两性型和非离子型。阳离子型,阴离子型,两性型和非离子型。阳离子型,阴离子型,两性型和非离子型。阳离子型,阴离子型,两性型和非离子型。uu亲水性基团的引入方法可采用亲水单体扩链法、聚合物反亲水性基团的引入方法可采用亲水单体扩链法、聚合物反亲水性基团的引入方法可采用亲水单体扩链法、聚合物反亲水性基团的引入方法可采用亲水单体扩链法、聚合物反应接枝法以及将亲水性基团直接引入大分子聚合物多元醇应接枝法以及将亲水性基团直接引入大分子聚合物多元醇应接枝法以及将亲水性基
12、团直接引入大分子聚合物多元醇应接枝法以及将亲水性基团直接引入大分子聚合物多元醇中等方法。其中,亲水单体扩链法具有方法简便、应用范中等方法。其中,亲水单体扩链法具有方法简便、应用范中等方法。其中,亲水单体扩链法具有方法简便、应用范中等方法。其中,亲水单体扩链法具有方法简便、应用范围广等优点,是目前制备离子型水性聚氨酯的主要方法其围广等优点,是目前制备离子型水性聚氨酯的主要方法其围广等优点,是目前制备离子型水性聚氨酯的主要方法其围广等优点,是目前制备离子型水性聚氨酯的主要方法其反应原理如下:反应原理如下:反应原理如下:反应原理如下:uu但是将亲水基团直接引入聚醚或聚酷多元醇分子中,从而在聚氨酷软但
13、是将亲水基团直接引入聚醚或聚酷多元醇分子中,从而在聚氨酷软但是将亲水基团直接引入聚醚或聚酷多元醇分子中,从而在聚氨酷软但是将亲水基团直接引入聚醚或聚酷多元醇分子中,从而在聚氨酷软段中引入亲水性基团的方法,可极大地简化了水性聚氨酷的合成工艺,段中引入亲水性基团的方法,可极大地简化了水性聚氨酷的合成工艺,段中引入亲水性基团的方法,可极大地简化了水性聚氨酷的合成工艺,段中引入亲水性基团的方法,可极大地简化了水性聚氨酷的合成工艺,简便易行,具有较高的应用价值。简便易行,具有较高的应用价值。简便易行,具有较高的应用价值。简便易行,具有较高的应用价值。uu自乳化制备水性聚氨酯的主要方法:自乳化制备水性聚氨
14、酯的主要方法:溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂 (如丙酮、甲乙如丙酮、甲乙如丙酮、甲乙如丙酮、甲乙酮和四氢峡喃,由于大多数采用丙酮为溶剂,故溶液法又被广泛称为酮和四氢峡喃,由于大多数采用丙酮为溶剂,故溶液法又被广泛称为酮和四氢峡喃,由于大多数采用丙酮为溶剂,故溶液法又被广泛称为酮和四氢峡喃,由于大多数采用丙酮为溶剂,故溶液法又被广泛称为丙酮法丙酮法丙酮法丙酮法)中,制得含亲水基团的高分子量的聚氨酯溶液。然后用水将中,制得含亲水基团的高分子量的聚氨酯溶液。然后用
15、水将中,制得含亲水基团的高分子量的聚氨酯溶液。然后用水将中,制得含亲水基团的高分子量的聚氨酯溶液。然后用水将该溶液稀释,先形成油包水的溶剂为连续相的乳液,随着水加入量的该溶液稀释,先形成油包水的溶剂为连续相的乳液,随着水加入量的该溶液稀释,先形成油包水的溶剂为连续相的乳液,随着水加入量的该溶液稀释,先形成油包水的溶剂为连续相的乳液,随着水加入量的增大发生相反转,水变成连续相并形成乳液。脱去溶剂后得到无溶剂增大发生相反转,水变成连续相并形成乳液。脱去溶剂后得到无溶剂增大发生相反转,水变成连续相并形成乳液。脱去溶剂后得到无溶剂增大发生相反转,水变成连续相并形成乳液。脱去溶剂后得到无溶剂的高分子量的
16、聚的高分子量的聚的高分子量的聚的高分子量的聚(氨基甲酸酷一脉氨基甲酸酷一脉氨基甲酸酷一脉氨基甲酸酷一脉)的乳液,该法具有操作简单、产品的乳液,该法具有操作简单、产品的乳液,该法具有操作简单、产品的乳液,该法具有操作简单、产品性能重复性好等优点性能重复性好等优点性能重复性好等优点性能重复性好等优点 。预聚体分散法预聚体分散法预聚体分散法预聚体分散法:又叫预聚体混合又叫预聚体混合又叫预聚体混合又叫预聚体混合,该法避免了丙酮法中该法避免了丙酮法中该法避免了丙酮法中该法避免了丙酮法中所必需的大量溶剂。预聚体分散法的大致步骤是先让聚醚所必需的大量溶剂。预聚体分散法的大致步骤是先让聚醚所必需的大量溶剂。预
17、聚体分散法的大致步骤是先让聚醚所必需的大量溶剂。预聚体分散法的大致步骤是先让聚醚或聚酩和二异氰酸酷反应生成端异氰酸醋基的预聚物,用或聚酩和二异氰酸酷反应生成端异氰酸醋基的预聚物,用或聚酩和二异氰酸酷反应生成端异氰酸醋基的预聚物,用或聚酩和二异氰酸酷反应生成端异氰酸醋基的预聚物,用少量溶剂稀释后加入二经甲基丙酸或少量溶剂稀释后加入二经甲基丙酸或少量溶剂稀释后加入二经甲基丙酸或少量溶剂稀释后加入二经甲基丙酸或 N N N N一甲基二乙醇等扩一甲基二乙醇等扩一甲基二乙醇等扩一甲基二乙醇等扩链剂得到粘度和分子量较低的中间体链剂得到粘度和分子量较低的中间体链剂得到粘度和分子量较低的中间体链剂得到粘度和分
18、子量较低的中间体 (平均分子量在平均分子量在平均分子量在平均分子量在 2000-50002000-50002000-50002000-5000之间之间之间之间)溶液,然后加入水中或含有多胺扩链剂溶液,然后加入水中或含有多胺扩链剂溶液,然后加入水中或含有多胺扩链剂溶液,然后加入水中或含有多胺扩链剂 (如乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺如乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺如乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺如乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺)的水中,在继续扩的水中,在继续扩的水中,在继续扩的水中,在继续扩链的同时进行乳化制得水性聚氨酷。与丙酮法相比,该法链的同时进行乳化制得水性聚氨酷。与丙酮法相比,该法链的同
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