提高水性聚氨酯固含量的3种方法
WPU固含量与其化学组成、粒度分布及粒子状态有关。
水的比热容和蒸发潜热高,故WPU干燥速度慢且耗能高,可通过提高固含量来加快干燥速度。但是固含量增加会导致乳液黏度增大、流动性变差、粒径增大和稳定性下降等,因此需要通过分子结构设计等方法来制备稳定的高固含量乳液。
以下3种方法可提高固含量:
(1)与高固含量的水性树脂共混或共聚。
(2)阴离子和非离子亲水扩链剂协同使用,可以获得含有微细颗粒的WPU,WPU在亲水基团含量低的情况下仍然可以保持乳液稳定。
(3)增加粒度分布的峰数并控制大、小颗粒的直径比和体积百分比,小颗粒将有效地填充到大颗粒之间的空隙中,从而增加颗粒的最大填充量,提高固含量。
以2,2-二羟甲基丙酸和2,4-二氨基苯磺酸钠为亲水扩链剂,制备了一种WPU预聚体,再加入乙烯-乙酸乙烯酯高分子乳液中乳化,制得磺酸型WPU胶粘剂。结果表明,与高分子乳液共乳化后的WPU分散均匀,呈圆球状,固含量高达50%,而且胶粘剂的剥离强度和耐热性能均有所提高。
通过2,2-二羟甲基丙酸与聚乙二醇的协同作用合成了高固含量WPU,结果表明,随着聚乙二醇相对分子质量的增加,WPU的分散性和稳定性明显改善;当亲水基团直接连接时,协同作用增强,固含量可达52%,并且获得了更好的耐水性能。