聚氨酯樹脂概述
發(fā)布時(shí)間：
2024-06-19 16:59
聚氨酯(Polyurethane)是由德國首先發(fā)展起來的。用作泡沫塑料與粘合劑。
涂料工業(yè)在六十年代發(fā)展了聚氨酯醇酸樹脂等以制造油漆。油墨工業(yè)在近十年余的時(shí)間內(nèi)，也開始進(jìn)行了研究，并已有聚氨酯快干油墨投入市場。由于它具有一定的特點(diǎn)，故今后有可能在油墨工業(yè)中立足。
在印刷工業(yè)中，聚氨酯膠輥的使用，已有較長的歷史了。
它的最基本的反應(yīng)是異氰酸酯基團(tuán)(R—N=C=O)與聚酯，聚醚，乙二醇或蓖麻油的羥基團(tuán)反應(yīng)。其次是它與水的反應(yīng)。其它的含氫化合物，如油中的羧基以及胺類，亦可與之反應(yīng)。
在這類樹脂的生產(chǎn)中，其基本原料是二異氰酸酯甲苯（T．D．I或叫甲苯二異氰酸酯）。它是由2，4二氨基甲苯與兩個(gè)分子的光氣（COCl2）來制取的，由于它是極毒的化學(xué)品，故生產(chǎn)上大都采用乙二醇或其他多元醇的預(yù)聚物（無毒），在這種預(yù)聚物中，還有未反應(yīng)的異氰酸基團(tuán)，它還可以與多元醇和酯等發(fā)生反應(yīng)。
在涂料工業(yè)中，聚氨酯涂料分成兩大類，即單組分和雙組分。
單組分中又分成三種：
(1)氨基甲酸酯油(異氰酸酯改性的干性油)。
(2)異氰酸酯端基化的加成物或預(yù)聚物(濕固型)。
(3)封閉型(Blocked)異氰酸酯(熱固型)。
雙組分類中分成兩種：
(1)異氰酸酯端基化的加成物或預(yù)聚物，含羥基的化合物。
(2)與上述單組分中第(2)項(xiàng)相似的預(yù)聚物，以及一種接觸劑(大多是胺類和萘酸金屬鹽類)。
這些內(nèi)容對油墨制造者來說，都有啟蒙作用。而有的實(shí)際上已被油墨制造者所接受?，F(xiàn)將與油墨有關(guān)的氨基甲酸酯油簡述如下：
以異氰酸酯改性的干性油，也叫氨基甲酸酯油(Urethane Oil)，或氨基甲酸酯醇酸樹脂(Uralkyd)。它是由二異氰酸酯與含羥基的干性油反應(yīng)而得的。NCO／OH之比為1或小于1。它的固化反應(yīng)包括干性油脂肪酸分子雙鍵的氧化聚合。故其固化機(jī)理與醇酸樹脂相似，是交聯(lián)反應(yīng)。
一般是先將不飽和甘油酯(如亞麻油)用多元醇進(jìn)行醇解。不飽和甘油酯與多元醇之比，應(yīng)控制其混合羥基酯中每分子的羥基平均數(shù)。醇解方法如下；將亞麻油裝入容器中，加入氧化鉛作催化劑，在15—20分鐘內(nèi)加熱到80℃，再加入多元醇，升溫至230—240℃，保持25—30分鐘，檢驗(yàn)其醇解完全為度(脫水蓖麻油的醇解是用苛性蘇打作催化劑的)。再用醇解好的油生產(chǎn)氨基甲酸酯油：把50克油和25克二甲苯放于容器中，用25分鐘的時(shí)間，將二異氰酸酯甲苯和二甲苯的混合物慢慢地滴加入內(nèi)，反應(yīng)溫度約90℃，反應(yīng)一個(gè)半小時(shí)左右即可。二異氰酸酯的用量以NCO／OH比為1或小于1，產(chǎn)品中無游離二異氰酸酯為度。
在這個(gè)產(chǎn)品中，二異氰酸酯與羥基酯連接在一起，從而增加了分子量及官能度(增加了不飽和性)。此低分子量聚酯一氨基甲酸酯連結(jié)料含有四個(gè)不飽和酯肪酸殘余：
R＝CH3CH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7
故可用干燥劑進(jìn)行氧化干燥，形成高分子量聚合物。其成膜的性質(zhì)是優(yōu)異的。
醇解產(chǎn)品的羥值，對薄膜的性質(zhì)是個(gè)關(guān)鍵。同樣，在以甘油醇解亞麻油的產(chǎn)品中，二甘油酯的含量太高時(shí)，對薄膜無利。
以二異氰酸酯或它的預(yù)聚物替代一部或全部苯二甲酸來制造亞麻油醇酸樹脂，并用于油墨中，這已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。
這種樹脂成膜后，堅(jiān)牢耐摩，顏料潤濕性好，在平印中印刷性能優(yōu)良。所差者，價(jià)格比較高些。
根據(jù)美國專利3，412，054的介紹，聚氨酯樹脂也可制成水稀釋性的。即將聚異氰酸酯與2，2二(羥甲基)羧酸反應(yīng)，然后再用氨或胺與之反應(yīng)而成。
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