水溶性聚氨酯ppt课件.ppt

By: 刘振 卢旭鑫 俞马峰水溶性高分子水溶性高分子水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。水溶性高分子亲水性的原因水溶性高分子亲水性的原因 分子中含有亲水基团分子中含有亲水基团常见的亲水基团常见的亲水基团 羧基、羟基、酰胺基、胺基、醚基等羧基、羟基、酰胺基、胺基、醚基等聚氨酯（聚氨酯（PUPU）聚氯酯是在高分子的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元聚氯酯是在高分子的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元一一N H C O O N H C O O 一一的高聚物，通常由二元或多元异氰酸酯与聚醚多元醇或的高聚物，通常由二元或多元异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应而成。聚酯多元醇反应而成。缺点缺点 传统的溶剂型聚氨酯涂料或粘合剂合成过程中需要使用大量的有机溶传统的溶剂型聚氨酯涂料或粘合剂合成过程中需要使用大量的有机溶 剂，致使产品中挥发性有机化合物剂，致使产品中挥发性有机化合物(VOC)含量高，易造成环境污染，危害含量高，易造成环境污染，危害人体健康。人体健康。水性聚氨酯（水性聚氨酯（WPU） 水性聚氨酯是以水为介质的二元胶态体系，聚氨酯粒子分散于连水性聚氨酯是以水为介质的二元胶态体系，聚氨酯粒子分散于连续的水相中，因此又称为水基聚氨酯。续的水相中，因此又称为水基聚氨酯。 水性聚氨酯区别于溶剂型聚氨酯的关键在于其以水水性聚氨酯区别于溶剂型聚氨酯的关键在于其以水 为分散介质。为分散介质。要合成水性聚氨酯关键是要将聚氦酯水性化要合成水性聚氨酯关键是要将聚氦酯水性化即在聚氨酯分子中引入亲水性链段和亲水性基团即在聚氨酯分子中引入亲水性链段和亲水性基团目前合成水性聚氨酯的方法目前合成水性聚氨酯的方法外乳化法外乳化法 将恰当分子质量聚氨酯预聚物缓慢加入到将恰当分子质量聚氨酯预聚物缓慢加入到含乳化剂含乳化剂的水中，形成粗的水中，形成粗粒乳液，再送入乳化器形成粒径恰当的乳液粒乳液，再送入乳化器形成粒径恰当的乳液自乳化法自乳化法 在聚合物分子侧链上引入适量的在聚合物分子侧链上引入适量的亲水性基团亲水性基团，在一定条件下分散形，在一定条件下分散形成稳定乳液。成稳定乳液。目前自乳化的主要方法有两种目前自乳化的主要方法有两种（2）形成亲水性的羟甲基或羟乙基，含少量NCO基团的聚氨酯预聚体与三乙醇胺反应或与二乙醇胺反应，可以得到以羟乙基为端基的聚氨酯（1）采用水溶性聚氧化乙烯二醇或采用汗氧化乙烯（EO）链节的亲水性共聚醚或汗EO链节的扩链剂，均可制备非离子型水性聚氨酯。 聚氧化乙烯二醇可单独与二异氰酸酯反应制备水性聚氨酯1.亲水性聚醚多元醇或亲水性封闭型多异氰酸脂原料亲水性聚醚多元醇或亲水性封闭型多异氰酸脂原料例例2.2.以离子化方法引入亲水基团（阴离子、阳离子）以离子化方法引入亲水基团（阴离子、阳离子）例：例：采用分子量为1900聚(己二酸己二醇酯)二元醇(PHAO)与分子量为1400含长链磺化侧基多元醇(PESS)合成预聚体，采用预聚体混合法制备分散体，其中PESS多元醇结构如图1所示，合成路线如图2所示。双组分水性聚氨酯双组分水性聚氨酯制备方法制备方法 1.1.利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯活性氢组分利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯活性氢组分 2.2.用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好得多的异氰酸酯用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好得多的异氰酸酯组分组分 3.3.利用封闭剂对多异氰酸酯组分利用封闭剂对多异氰酸酯组分NCONCO基团进行保护，使用使在一定的温基团进行保护，使用使在一定的温 度条件下释放出活性的度条件下释放出活性的NCONCO基团，与多羟基化合物等反应生成聚氨酯基团，与多羟基化合物等反应生成聚氨酯 含有活性氢和活性异氰酸酯基团的交联剂这两种组分，使用含有活性氢和活性异氰酸酯基团的交联剂这两种组分，使用使将两组份进行混合使将两组份进行混合双组分水性聚氨酯的合成是双组分水性聚氨酯的合成是外交联外交联方法，它有两部分组成，即方法，它有两部分组成，即含含NCONCO基团的谁可分散聚异氰酸酯和含羟基的聚合物多元醇。基团的谁可分散聚异氰酸酯和含羟基的聚合物多元醇。双组分水性聚氨酯主要反应方程式双组分水性聚氨酯主要反应方程式水溶性聚氨酯的应用水溶性聚氨酯的应用 1.1.涂料业涂料业 （具有干燥时间短、外观好、耐溶剂性好等特点；复合改性） 2.2.纺织业纺织业 （防水透湿、防缩、抗静电、抗起毛起球、免烫、涂料印花） 3.3.皮革加工业皮革加工业 （无毒、无污染、施工方便、安全） 4.4.粘合剂业粘合剂业