形態(tài)記憶整理樹脂,銀離子無機(jī)抗菌劑,抗菌防臭整理劑,床品防螨劑,紡織抗靜電劑

1、水分散型聚氨酯在功能性整理中的應(yīng)用水分散型聚氨酯在功能性整理中的應(yīng)用楊棟樑全國染整新技術(shù)應(yīng)用推廣協(xié)作網(wǎng)一、前言早在1937年，德國化學(xué)家OttoBayer發(fā)現(xiàn)異氰酸酯與活潑氫化合物（如多元醇）的加成反應(yīng)，便可制得聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯，它是含NHCOO單元結(jié)構(gòu)的高分子化合物，由此奠定了聚氨酯化學(xué)的基礎(chǔ)。由于聚氨酯各方面性能優(yōu)異，其生產(chǎn)規(guī)模迅速增長，同時，品種開發(fā)也十分活躍，其足跡很快遍及有關(guān)部門。大約于1950年，聚氨酯涂層劑首先在歐

2、洲的染整行業(yè)應(yīng)用，當(dāng)時是溶劑型的單組分或雙組分的產(chǎn)品。盡管1943年已開發(fā)了水分散型（或水性）聚氨酯產(chǎn)品，直至1967年水分散型聚氨酯才投入工業(yè)化生產(chǎn)，并有商品開始投放了市場。可是，在紡織、皮革、粘合劑（膠粘劑）和涂料等行業(yè)大都仍沿用溶劑型商品。究其原因，水分散型聚氨酯的結(jié)構(gòu)為熱塑性線形結(jié)構(gòu)或稍有交聯(lián)的半熱塑性結(jié)構(gòu)；其次，是價格高，制造過程復(fù)雜；所用的親水性基團(tuán)、封閉劑等原料的價格昂貴，制抑了水分散型聚氨酯商品推廣應(yīng)用。于20世紀(jì)70年

3、代以來，水分散型聚氨酯的制備技術(shù)，由最初的強(qiáng)制乳化法，逐步采用以丙酮法為代表的一些新合成技術(shù)加快了其新產(chǎn)品的開發(fā)，出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)不同配料的交聯(lián)型水分散的聚氨酯商品。水分散型聚氨酯推廣應(yīng)用才出現(xiàn)一些松動局面，其中可以Bayer公司率先推出用于皮革涂飾劑水分散型聚氨酯——Impranil為代表，以及爾后日本第一制藥推出Elastron系列商品。隨著水分散型聚氨酯商品推廣應(yīng)用，它在紡織化學(xué)整理中的應(yīng)用，從溶劑型氨酯的僅用于涂層整理，逐步進(jìn)入紡

4、織化學(xué)整理中的若干分領(lǐng)域。此外，20世紀(jì)末的全球性生態(tài)環(huán)保呼聲的日益高漲，以及各國生態(tài)環(huán)保法令的相繼出臺，為水分散型氨酯商品推廣應(yīng)用增添了巨大的推動力。我國于上世紀(jì)80年代開始應(yīng)用溶劑型聚氨酯涂層（干法和濕法），大約在90年代后期，水分散型聚氨酯先后在涂層和化學(xué)整理方面開始試用，本文擬對水分散型聚氨酯在功能性整理方面作一簡單的回顧，以就教于同行諸同仁們。二、水分散型聚氨酯的制備與性能水分散型（或水性）聚氨酯是以水為連續(xù)相，聚氨酯顆粒為分

5、散相的二元膠粒體系（或含極少量的溶劑）。水分散型聚氨酯可分為離子型和非離子型兩大類。離子型聚氨酯的結(jié)構(gòu)特征是：在聚合物分子鏈上除重復(fù)出現(xiàn)的氨基甲酸酯基團(tuán)外，還有多個離子基團(tuán)，它們是無規(guī)地或均勻地布在分子鏈上。這些離子基團(tuán)在水中發(fā)生電離，吸附有極性的水分子，在粒子周圍形成水層，毋需經(jīng)高剪切力攪拌就能象加了乳化劑一樣形成水分散體，以致有人稱這些基團(tuán)為“內(nèi)乳化劑”。按這些離子基團(tuán)的荷電性，又可分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型；而且，這些離子

6、基團(tuán)都是通過擴(kuò)鏈劑引入聚氨酯結(jié)構(gòu)的。此外，還有非離子型聚氨酯，它是用親水性低聚物二元醇（如聚乙二醇），接在聚氨酯的分子鏈上；其親水性可使整個聚氨酯自發(fā)地分散于水中成水分散體。它的合成工藝類似于離子型聚氨酯。（一）制備（1）（2）（3）（4）離子型聚氨酯水分散體的合成過程大致如下：1、低聚物二元醇和二異氰酸酯反應(yīng)，生成端異氰酸酯的預(yù)聚體；2、端異氰酸酯的預(yù)聚體和低分子擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，生成中等分子量（200010000）的中間體，為了降低反應(yīng)物

7、的粘度，可適當(dāng)加入溶劑；3、加入酸或堿進(jìn)行中和；4、在強(qiáng)烈攪拌下，把水加至中間體中進(jìn)行乳化；分散后，分散體的溶劑含量2%8%甲苯＜0.5%常為5%15%N甲基吡咯烷酮最好＜2%—粒子大小nm700300030100000100500301000030100030500固化后溫度℃100——50150—＞120表中HDI為：44′一二苯甲烷二異氰酸酯IPDI為：異佛爾酮二異氰酸酯H12MDI為：44′二環(huán)已基甲烷二異氰酸酯TDI為：甲苯二

8、異氰酸酯上表6種制備方法在分散機(jī)理上可分成三種類型。1、離子鍵聚合物分散體最重要的聚氨酯分散體是不含乳化劑的離子鍵聚合物分散體，由于它具有自分散性，不需乳化劑或高剪切力，制備方便，成本較低，同時，化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性和粘著力良好，而且力學(xué)性能高。制備時能在寬廣的范圍內(nèi)改變其成份和性能。（1）丙酮法：用親水性溶劑丙酮制備高分子量聚氨酯—聚酯脲—離子鍵聚合物乳液，將丙酮溶解的高分子量聚氨酯預(yù)聚體溶液，用水混合乳化，經(jīng)與帶離子的擴(kuò)鏈劑（胺類或醇

9、類）擴(kuò)鏈，生成聚氨酯—聚酯脲—離子鍵聚合物乳液，然后將丙酮蒸除（回收）即可。根據(jù)離子基團(tuán)的含量及濃度，通過疏水鏈段的沉淀或通過先生成水，油乳濁液的相轉(zhuǎn)變，形成分散體。此法的優(yōu)點(diǎn)是聚合分子量可變范圍寬，平均粒顆可控，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)的重現(xiàn)性良好。（2）預(yù)聚體離聚物混合法：低粘度離聚物預(yù)聚體，其側(cè)鏈有足夠的離子基團(tuán)，與水混合后，加入一定量的溶劑（如N甲基吡咯烷酮等）離能形成水乳液。（3）固體自分散法：具有—NCO端基的預(yù)聚體，特別是其相對分

10、子量＜8000、室溫時呈玻璃狀固體，軟化點(diǎn)＞40℃、離子或非離子親水性的改性低聚物，與水混合，產(chǎn)生反應(yīng)性油水乳化液。含有銨、硫、磺酸鹽或羧酸基團(tuán)離子中心，親水的聚醚鏈段，都會自乳化的。其乳液顆料大小，隨親水性的增加而下降，—NCO基團(tuán)對水的反應(yīng)性隨之增加，可以100%固體料由用戶自行分散于水，并加入交聯(lián)劑，即可應(yīng)用。（4）酮亞胺及甲酮聚氮法：二胺類，特別是肼類與酮類反應(yīng)，分別生成酮亞胺及甲酮聯(lián)氮。它們能與含離子基團(tuán)的，含NCO的預(yù)聚體混

11、合成水乳液，而不會過早的產(chǎn)生擴(kuò)鏈。這種混合在沒有助劑的情況下，也可以與水形成乳液，在與水混合后，釋放出的二胺或肼時，它們再與預(yù)聚體中的—NCO進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，并生成穩(wěn)定的乳液。2、含乳化劑的分散體疏水性的聚氨酯預(yù)聚體，用少量溶劑使其溶脹或溶解后，加入乳化劑再經(jīng)高剪切力進(jìn)行乳化。1953年Bayer公司就應(yīng)用此法制得聚氨酯乳液，用于織物涂層和皮革的涂飾。這類分散體主要是陰離子或非離子型的。3、非離子分散體聚醚型聚氨酯預(yù)聚體中，如CH1CH2