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聚氨酯泡沫與水性聚氨酯,詳細應用你“造”嗎?

聚氨酯泡沫與水性聚氨酯,詳細應用你“造”嗎?

發布日期:2018-03-23 瀏覽次數:751

聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的簡稱。凡是在高分子主鏈上含有許多重復的-NHCOO-基團的高分子化合物都統稱為聚氨基甲酸酯。


一、聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫(PUF)是由異氰酸酯與多元醇反應生成重復單元為氨基甲酸酯的聚合物,在發泡劑作用下形成的塑料泡沫材料。因其產量大、工藝成熟,在冷藏、裝潢、建筑、包裝、汽車等行業應用廣泛。


1、聚氨酯泡沫塑料的成泡原理

從膠體化學角度來看,聚氨酯的成泡原理包括泡沫的形成、增長與穩定三個方面。

(1)泡沫的形成

在高速攪拌作用下,物料迅速混合均勻。異氰酸酯與水反應生成CO2氣體,物理發泡劑受熱汽化,從而使物料中的氣體濃度增大,達到飽和狀態;隨后氣體由液相逸出而形成微細氣泡-核化過程。產生的氣泡留在溶液中,使物料變白,其終點是不再產生新氣泡。

(2)泡沫的增長

泡沫形成后,物料中仍有新氣體不斷產生,它由液相滲透到已形成的氣泡中,使泡孔膨脹,某些氣泡合并,并導致泡孔擴大。此時氣泡內壓增高,黏稠液層變薄。在無新氣體滲入時,泡沫便停止增長。

(3)泡沫的穩定

在泡沫增長階段,氣泡壁層變薄,可能造成泡沫不穩定。在氣泡內氣體不斷增多與內壓逐漸增高時,若泡壁強度不高,氣體將沖破壁模,導致泡沫坍塌。使用適量表面活性劑(硅油),降低氣泡表面張力,有利于形成微細氣泡,減弱氣體擴散作用,提高泡壁強度(彈性)亦能促進泡沫的平穩增長。

聚氨酯泡沫塑料最大的特點是制品的適應性強,其性能可在很大的范圍內調節。如改變原料的化學組成與結構、各種組份的配比、添加各種助劑、合成條件及工藝方法等,可制得不同軟硬度、耐化學性、耐溫性、耐焰性好及機械強度高的各種泡沫塑料。


2、聚氨酯泡沫塑料的分類

泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品種之一,它的主要特征是多孔性,因而相對密度小,比強度高。主要分類如下:


3、制造工藝流程

PUF的生產過程主要分為一步法和兩步法。


但是無論是哪種生產工藝,其過程中都包括了以下兩種主反應:凝膠反應和發泡反應。


聚氨酯主要反應(1)凝膠反應;(2)發泡反應


4、應用領域

聚氨酯泡沫塑料應用范圍十分廣泛,特別是在家具、運輸、冷藏、建筑、絕熱等領域,已成為不可缺少的材料之一,成為塑料中應用范圍最廣的品種之一。



5、產品實例

(1)聚氨酯硬泡

廣泛應用于冰箱、冷庫、熱力管道、罐體、建筑等領域的噴涂,隔熱保溫。

(2)包裝泡沫組合料

主要用于各種精密儀器、設備、易碎品、工藝品的包裝。


二、水性聚氨酯

水性聚氨酯(WPU)是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系,也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑,無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點。


1、水性化方法

水性聚氨酯區別于溶劑型聚氨酯的關鍵在于其以水為分散介質,因此,要制得水性聚氨酯關鍵是要將聚氨酯水性化,聚氨酯水性化方法主要有以下幾種:


外乳化法將適當分子質量聚氨酯預聚物緩慢加入到含乳化劑的水中,形成粗粒乳液,再送入乳化器形成粒徑適當的乳液。這種乳化方法關鍵是乳化劑的選擇,此法對乳化設備的要求很高,它隨著預聚體黏度的降低而分散程度提高。多數情況下可在水中進行擴鏈(常用二胺),此時建議冷卻到5 ℃左右,然后在均化器中使之分散成乳液;當然,通常乳化溫度也是乳化效果的重要影響因素。

外乳化法工藝簡單,但卻存在以下缺點:

(1) 在分散階段需要強力攪拌設備,攪拌情況對分散液性能影響很大;

(2) 制得的分散液粒徑較大,一般大于 1.0μm,且粒徑分布寬,貯存穩定性差;

(3) 乳化劑的存在影響成膜后膠膜的耐水性、強韌性和粘接性等力學和其他使用性能。

國內水性聚氨酯乳液的制備多采用聚合物自乳化法,即在聚合物分子側鏈上引入適量的親水性基團,在一定條件下分散形成穩定乳液。


2、水性聚氨酯分類

水性聚氨酯有許多類別,一般有以下幾種分類方法。



3、水性聚氨酯皮革填充劑

水性聚氨酯皮革填充劑,一種性能良好的水性聚氨酯皮革填充用樹脂,由水性聚氨酯組成。具有無毒、粘度低、粘接強度大、耐水等特點。成膜手感柔軟,光亮度好,耐溶劑、耐干濕擦、耐水洗。用于高檔紡織品的涂料印花、染色及皮革涂飾中。該產品的水乳型的特征使其在生產過程中不產生有毒、有害物質,實現安全清潔生產。廣泛應用涂料染色、印花,各種皮革的底涂等。


4、耐黃變水性聚氨酯膠粘劑劑

可對皮革、帆布、橡膠等材質進行粘接。該水性聚氨酯是一種性能極好的水性聚氨酯膠粘劑,具有耐黃變、無毒、活化溫度低、初粘強度大、耐水等特點。使用時易涂飾,水分揮發后在45℃以上即可實現粘接,且粘接強度高。

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