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磺酸型亲水单体扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-2-11 17:25:38 |
目前水性聚氨酯以阴离子型、自乳化为主，且高性能水性聚氨酯多是磺酸盐型或兼磺酸盐和羧酸盐型的。国外对磺酸型水性聚氨酯胶黏剂的研究和应用已比较成熟，有多种产品供应，但其产品的固含量仅在４０％左右，伸长率最好的也仅为９００％左右。对兼有磺酸盐和羧酸盐型水性聚氨酯的研究报道较少。本文以自制的 １，２－二羟基－３－丙磺酸钠ＤＨＰＡ作为磺酸型亲水单体扩链剂，采用自乳化法制备了高性能水性聚氨酯乳液，并讨论了Ｒ值和亲水扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。
磺酸型亲水单体扩链剂实验原材料：甲苯二异氰酸酯 （ＴＤＩ）；聚氧化丙烯二醇（Ｎ２１０），Ｍｎ＝１０００；１，２－二羟基－３－丙磺酸钠（ＤＨＰＡ），纯度大于９５％，自制；Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮，分析纯；二正丁胺，分析纯；二月桂酸二丁基锡（Ｓｎ１９％），进口，分析纯。
磺酸型亲水单体扩链剂实验步骤：在装有温度计、冷凝回流管和搅拌器的四口烧瓶中，将一定量的Ｎｇ２１０于１１０℃真空脱水２ｈ，冷却到３０℃通入氮气，加入计量的ＩＰＤＩ和少量催化剂（二月桂酸二丁基锡），升温到７０～７５℃反应至Ｗ（ＮＣＯ）≈３％，用二正丁胺滴定法判断反应终点。
降温至６０℃将ＤＨＰＡ和Ｎ－（β－氨乙基）－γ－氨丙基三甲氧基硅烷和γ－氨丙基三甲氧基硅烷按照一定的质量比溶解在少量的ＮＭＰ中，然后向体系中缓慢加入ＮＭＰ溶液，于７０℃反应１．５ｈ，降温至３０℃，并向体系中慢慢加入一定量的去离子水剧烈搅拌乳化，得高固含量低黏度的水性聚氨酯微乳液。
把样品膜在真空下干燥至恒量，室温测定样品膜的质量，然后把样品膜浸泡于室温下的去离子水中２４ｈ后取出，吸去表面游离的水分，称量按质量改变量与原来质量的比计算吸水率Ω（％）。用二正丁胺（已标定） 滴定法滴定预聚体中－ＮＣＯ的含量。
4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)优点:
液体,安全易操作
釜中寿命长
毒性低-艾姆斯试验为阴性
流动性和附着性提高
湿度灵敏性低
可用于MDI预聚物的熟化
与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容
可用于室温熟化
硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低
TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性
MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强
ＷＰＵ红外谱图，在３２９９ｃｍ－１附近的宽峰为Ｎ－Ｈ伸缩振动峰，相应的１５２１ｃｍ－１及１３７３ｃｍ－１两峰分别为对应于Ｃ－Ｎ－Ｈ弯曲振动和Ｎ－Ｃ－Ｏ的伸缩振动，在１７１２ｃｍ－１处出现的为Ｃ＝Ｏ伸缩振动峰，其它如甲基的伸缩振动在２９６８ｃｍ－１，弯曲振动在１２６０ｃｍ－１，需要指出的是由于主链上硅氧烷的存在，在１０６０ｃｍ－１附近有 Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ伸缩振动造成的两个强吸收峰，导致在１０４０ｃｍ－１出现的Ｓ＝Ｏ吸收峰被掩盖，同样原因Ｓ＝Ｏ在１１５０～１２２０ｃｍ－１处的吸收峰也观察不到， 但８０１ｃｍ－１为ＣＨ３－Ｓｉ摇摆振动峰，说明共聚物中存在硅氧链，由以上分析可见合成了目标产物。
Ｒ值（ＮＣＯ／ＯＨ）是影响乳液性能的主要因素，在实验中我们测定了亲水基团含量为５％时Ｒ值为１．５～３．５时乳液的外观、贮存稳定性及黏度（图２），结果表明Ｒ值在２～３时乳液稳定，随着Ｒ值 的增大，乳液的外观由白色分层到透明、半透明带蓝光白色乳液过渡到蓝光白色乳液，最后至白色乳液。
乳液颜色的变化反映出粒径从小到大。原因可能是随着Ｒ值的增大，亲水性离子的含量相对减小，亲水性减弱，双电层厚度减小，颗粒的水溶胀性减弱，均会使粒径减小。Ｒ值影响乳液的粒径和多分散性，从而影响乳液的黏度，随着Ｒ值增大，黏度变小。这是因为Ｒ值越大、粒径越大、粒子数越少、离子间平均距离越大、黏度越小；另外Ｒ值增大、亲水离子含量减少、离子水化作用减弱，黏度减小。
当ＤＨＰＡ在亲水基团中的含量为５％时，Ｒ值对胶膜力学性能影响的情况。在一定的范围内，随着Ｒ值增大，磺羧酸型聚氨酯胶膜的拉伸强度和硬度增大，断裂伸长率和吸水率降低。
这是由于随着Ｒ值的增大，分子链中的 －ＮＣＯ端基数量增多，加水乳化时与水反应生成 的脲键结构，脲键比氨酯键更能形成氢键，提高硬段间的亲和力，因此提高了乳液胶膜的机械性能。在提高力学性能的同时也产生了更多的疏水链段，降低了涂膜的吸水率，使涂膜的耐水性能增强。当Ｒ为２时制得的胶膜具有最佳的综合性能。
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