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水性樹脂零VOC水性固化劑

2019-04-22

  多異氰酸酯進行親水改性的研究,無論國內還是國外研究的主要是非離子型改性,但也有進行離子型改性,非離子型和離子型復合改性。對多異氰酸酯進行親水改性主要是引進親水劑中的親水基團。親水基團又稱疏油基團,具有溶于水,或容易與水親和的原子團??赡芪肿踊蛉芙庥谒?,這類分子形成的固體表面易被水潤濕。

  4)兩性型;正電性基團主要是銨基和季銨基,負電性基困主要是羧基和磺酸基。

  目前常規親水改性多異氰酸酯的方法有陰離子型親水改性和非離子親水改性等,非離子親水改性多異氰酸酯是一種非常重要的親水改性方法。非離子親水改性多異氰酸酯是將其親水的非離子基團引入到多異氰酸酯結構中使其獲得親水性。非離子親水改性多異氰酸酯所含的親水非離子基團的化合物主要有聚乙二醇單醚或聚丙二醇醚的共聚物來制備。

  用聚乙二醇單醚作為親水改性劑,使得預聚體含有聚二醇單醚結構中含有的亞乙氧基單元(CH2O)nOR提供親水性。親水改性劑聚乙二醇單醚端基-OH與多異氰酸酯的-NCO基團反應將它結構中親水基團亞乙氧基單元(CH2O)nOR引入多異氰酸酯分子結構中;該類產品如拜耳公司的產品Bayhydur 3100及廣東聚盈化工有限公司的JY02S,其分子結構式如圖1所示。

  離子型磺酸鹽改性聚異氰酸酯,此類產品是性能上比較優越的產品。主要是以HDI三聚體為基礎引入磺酸鹽為親水基團,使得預聚體含有磺酸鹽結構中含有的磺酸基團-SO4(NR4)提供親水性。如拜耳公司的產品Bayhydur XP2547和Bayhydur XP2655就是此類產品的代表,廣東聚盈化工有限公司也開發出的JY01S陰離子親水改性多異氰酸酯和JY05S低黏度高-NCO陰離子親水改性多異氰酸酯,其分子結構式如圖2所示。

  HDI三聚體也可以用磺酸鹽親水改性,拜耳公司利用這個方法制得的產品黏度低于陰離子親水改性多異氰酸酯,由于它易于分散在水中,目前已經在市場上得到推廣。采用兩性離子親水改性多異氰酸酯引入少量的接枝親水鏈段可達到好的分散性,而且基本不影響涂膜的抗水能力。其根本原因在于兩性離子親水基團容易分解形成酸,酸再與異氰酸根反應,最且成膜后不存在有親水基團,因此該類產品的耐水耐化學性能是最佳。但是兩離子親水改性的多異氰酸酯對pH值有一定的要求,在合適的PH值下才會長期穩定。

  水性雙組份實驗應用配漆實驗,根據同一種乳液用不同水性異氰酸酯固化劑測試水性異氰酸酯固化劑對漆膜的影響,其實行方案如表2。

  根據國家標準GB23999-2009中的要求對涂膜的干燥時間、附著力、硬度、耐水性、耐溶劑性、光澤等性能進行測試。

  通過使用不同的水性羥基丙烯酸乳液試驗5種水性異氰酸酯固化劑得出來的結果(表3、表4)顯示非離子型的水性異氰酸酯固化劑在耐性方面略差如表格數據中的JY02S和3100。離子型水性異氰酸酯固化劑的各方面性能都優越,其中JY05S各方面性能最佳。

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