Wässriges Polyurethan: gängige Rohstoffe und Syntheseverfahren in Vorbereitung!

Mit der schnellen Entwicklung von Polyurethan auf Wasserbasis in den letzten Jahren sind die Arten von Polyurethan-Rohmaterialien auf Wasserbasis immer häufiger geworden. Aufgrund der Synthese und der technischen Eigenschaften von wasserbasiertem Polyurethan gibt es noch einige Unterschiede zwischen den verwendeten Rohstoffen für wasserbasiertes Polyurethan und Polyurethan-Elastomere. Aus der Analyse der einschlägigen Literatur geht hervor, dass drei Arten von Rohmaterialien üblicherweise bei der Herstellung von Polyurethan auf Wasserbasis verwendet werden.

Erstens: Polymerpolyole
Die üblicherweise verwendeten Polymerpolyole zur Herstellung von Polyurethanen auf Wasserbasis sind hauptsächlich Polyetherdiole und Polyesterdiole. Außerdem gibt es auch Polymerpolyole wie Polyethertriole, niedrigverzweigte Polyesterpolyole und Polycarbonatdiole. .
1) Eine wässrige Polyurethan-Emulsion vom Polyether-Typ ist durch eine gute Flexibilität bei niedrigen Temperaturen und eine gute Hydrolysebeständigkeit gekennzeichnet. Polyoxypropylenglykol (PPG) ist ein häufig verwendetes Polyoxypropylenglykol (PPG), und sein Preis ist niedriger als der von Polyesterglykol. Die Nachteile sind geringe Haftung und schlechte mechanische Eigenschaften; die mechanische Festigkeit und Hydrolysebeständigkeit der wässrigen Polyurethan-Emulsion aus Polytetrahydrofuranetherglykol sind besser. , aber der Preis ist hoch, und die Polytetrahydrofurandiol-basierte wasserbasierte Polyurethan-Emulsion, die Haftung auf dem Substrat ist nicht ideal, was auch ihre breite Verwendung einschränkt.
2) Polyester-Polyurethan-Emulsion auf Wasserbasis ist durch hohe Festigkeit und gute Haftung gekennzeichnet, aber da die Hydrolysebeständigkeit von Polyester selbst schlechter ist als die von Polyether, hat Polyester-Polyurethan auf Wasserbasis, hergestellt aus allgemeinen Rohmaterialien, eine relativ stabile Lagerzeit. kurz.

Zwei: Diisocyanat
Die üblicherweise bei der Herstellung von wässrigen Polyurethanemulsionen verwendeten Diisocyanate umfassen aromatische Diisocyanate: TDI, MDI usw.; es gibt aliphatische und alicyclische Diisocyanate: IPDI, HDI, H12MDI usw. Die daraus hergestellten wässrigen Polyurethanemulsionen haben eine höhere Hydrolysebeständigkeit als die aus aromatischen Diisocyanaten hergestellten, sodass die wässrigen Polyurethanprodukte eine gute Lagerstabilität aufweisen.

Drei: Kettenverlängerung
Es gibt zwei Arten von Kettenverlängerern, die üblicherweise bei der Herstellung von Polyurethan auf Wasserbasis verwendet werden:
1) 1,4-Butandiol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Hexandiol, Ethylendiamin, Diethylentriamin usw.;
2) Hydrophiler Kettenverlängerer: Dimethylolpropionsäure (DMPA), Dimethylolbuttersäure (DMBA), Dihydroxyhalbester usw.

Vier: Wasserbasiertes Polyurethan-Syntheseverfahren
1. Lösungsverfahren (auch bekannt als Acetonverfahren)
Löse das Isocyanatgruppen-terminierte Prepolymer in einem Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt, das mit Wasser mischbar ist (Aceton wird am häufigsten verwendet, daher wird dieses Verfahren auch als Acetonverfahren bezeichnet) und setze es mit einer Verbindung mit einer hydrophilen funktionellen Gruppe um bilden ein Polyurethan-Ionomer. Wasser wird zugegeben und gerührt, um einen Phasentransfer zu realisieren, und Aceton wird durch Destillation gewonnen, um eine Polyurethanemulsion auf Wasserbasis zu erhalten.
2. Prepolymer-Dispersionsverfahren
Der erste Schritt in dem Verfahren besteht darin, zuerst ein End-NCO-basiertes Präpolymer zu synthetisieren, dann eine ionische Gruppe zu implantieren, um es zu einem ionischen Oligomer zu machen, und dann Wasser hinzuzufügen, um kräftig bei hoher Geschwindigkeit zu rühren. Zu diesem Zeitpunkt erfolgen die Bildung einer wässrigen Dispersion des Polyurethanprepolymers und die Kettenverlängerungsreaktion der endständigen -NCO-Gruppen mit Wasser gleichzeitig. Die Zugabe von Diamin als Kettenverlängerer kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass -NCO mit Wasser reagiert, so dass die endgültige Wasserdispersion von Polyurethan-Harnstoff gebildet wird.
3. Schmelzdispersionsverfahren
Polyester- oder Polyetherdiol, tertiäres Amin und Isocyanat werden in geschmolzenem Zustand hergestellt, um Präpolymer herzustellen, und überschüssiger Harnstoff wird verwendet, um die Bildung von hydrophilem Biuret-Ionomer zu beenden, und dann in Formaldehydlösung dispergiert, um Hydroxyl zu erzeugen. Methylierungsreaktion erzeugt Methylol-Biuret-Polyurethan-Oligomer , das mit Wasser verdünnt werden kann, um eine Polyurethan-Biuret-Emulsion zu erhalten. Die Reaktion dieses Verfahrens ist leicht zu kontrollieren, und eine stabile Dispersionsemulsion mit feinen und gleichförmigen Teilchen kann ohne eine starke Rührvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit erhalten werden.




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