新型水性聚氨酯乳液技术

  
  

聚氨酯的制造工艺,按反应介质可分为有机溶剂型和无有机溶剂的环保型。早期采用外乳化方法,目前多使用自乳化法,即在聚氨酯预聚体分散于水之前,对其进行亲水改性,使聚氨酯预聚体结构中引入离子基团或亲水链段,无需添加乳化剂而实现自乳化。自乳化制备水性聚氨酯的主要方法包括丙酮法、预聚体混合法、熔融分散法、酮亚胺一酮连氨法和保护端基乳化法,几种方法的工艺及特点如表1所示。

                   1:水性聚氨酯制备方法及特点

方 法

工 艺

特 点

丙酮法

预聚体——丙酮降粘——扩链——季铵化——水分散

——脱除丙酮——水性聚氨酯

产品质量好,生产重现性好

时空产率低,不安全

丙酮挥发性强难回收,溶剂成本很高

预聚体混合法

预聚体——引入亲水基——分散于水——扩链——   季铵化——水性聚氨酯

工艺简单,降低成本(不用或少用溶剂),产品质量不如丙酮法,有效含量低

熔融分散法

预聚体(含离子基团)—— 熔融—— 季铵化—— 羟甲基化—— 分散于水—— 水性聚氨酯

工艺简单,不用溶剂,易于控制,效率高。反应不完全,产品性能不好

保护端基乳化法

-NCO基团封端基保护—— 乳化——加热水游离出-NCO基团—— 交联反应——水性聚氨酯

 

对工艺的要求高,乳液的稳定性差

   

我公司经多年研究,开发成功了第三代水性聚氨酯乳液的新生产工艺技术——直接乳化法,其突出特点如下:

1)生产工艺简单:预聚体——直接乳化——水性聚氨酯乳液;

2)整个工艺过程不使用任何有机溶剂,操作简便,能耗低,并大幅度降低了生产成本;

3)产品质量稳定,重现性好;

4)设备投资少,无需蒸馏和剪切设备;

5)可连续化生产,提高了生产效率;

6)从分子设计出发,控制羧基在聚氨酯中的分布,以尽可能少的羧基含量获得稳定的水性聚氨酯乳液;

7)引入新的交联固化技术,既实现了乳液的室温固化交联,又提高了羧基的交联效率,极大的改善了漆膜的力学性能;

8)通过核-壳聚合、互穿网络结构设计,将多组分有机结合在一起,充分改善了多组分材料的相容性及固化膜的性能。

9)生产环境清洁,生产周期短(<5小时),该乳液生产成本不到1万元,比现有水性聚氨酯乳液成本降低近一倍,其性能却可以达到甚至超过目前在售的聚氨酯乳液的标准。在技术上可以说是水性乳液合成的一大突破。

产品的特点

本技术产品的突出特点表现为:

1)完全水性:不含任何有机溶剂;

2)单组份:可直接施工;

3)室温可固化:不需加热或光固化;

4)耐水性好:优于市场上同类水性产品;

5)固含量高:可直接生产35%以上固含量的乳液产品;

6)成本低:由于采用先进的工艺和技术,产品的成本大幅度降低。

    新建年产2000吨乳液生产线,设备投资30万元,年产值可达3400万元,税后利润1100万元以上。
 

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