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水性聚氨酯配方与工艺

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水性聚氨酯配方与工艺_第1页
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水性聚氨酯配方与工艺1、改性三聚体交联剂产品可由TDI、IPDI、MD I和XDI等异氰酸酯制造其芳香族NCO反应温度在(120—150) °C,脂肪族NCO反应温度在(150—200) °C 它的最大优点是无黄变,水白透明,较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂为增强综 合性能,需采用两个NCO基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO用多 元醇-羧酸反应掉,以利于胺中和及产物的水溶性由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂 中进行,有机膦催化剂及120 C以上温度,异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物 其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的,反应温度低,收率可达90 % ,再用三聚催化法促进 反应完全,并对残基进行封闭产品配方:NCO :多元醇羧酸(物质的量比)为6: 1: 1.43工艺步骤:多元醇-羧酸溶液制备,按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、二甲 苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 C,完成溶解后,升温至148 C回流脱水至透明后,过 滤出料备用亚胺预聚体的制备 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜 升温至148 C回流脱 水后,加入10 %磷酸(甲苯)液降温至120 C,通入氮气,将TD I、IPDI加入单体滴加釜, 在2 . 5h内完成滴加后,升温至130 C反应1h ,将10 %戊杂环膦化氢液加入滴加釜,开 始缓慢滴加,不断观察物料反应情况,防止爆聚,滴完在130C反应2h、140 C 1h、145 C 30min ,降温至70 C,将多元醇-羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 C反应(2—3) h , 检测NCO转化率达96 % ,加入10 %醋酸锂液,此时有两种工艺:一是降温至25 C ,静 置7d ;二是升温至(80—90) C反应(2—3) h ,测游离TD I在0.3%以下,加入10 %对甲 苯磺酸甲酯液、10 %二甲基吡唑液升温至85 C反应20min ,抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % ,降温至50 C加入50 %三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇 胺调节p H值至8.5 ,升温到60 C反应至透明,降温到40 C出料。

2、改性HDI缩二脲交联剂产品配方:NCO: H2O = 3: 1.1, NCO: OH =6: 1,理论 NCO 含量=15.9 % ,采用分阶段聚 合反应、中和法工艺步骤:多元醇-羧酸溶液的制备,按配方将新戊二醇、偏苯三甲酸酐、DMPA、二 甲苯、甲苯加入反应釜,升温至80C溶解均匀,再升温至148 C回流脱水至透明无水后,降 温至40 C出料备用HDI预聚体制备:按配方将己二异氰酸酯、二甲苯加入反应釜,通入 氮气,升温至65 C,加入10 %磷酸(甲苯)液搅匀,将去离子水加入滴加釜开始滴加,反应 自放热,控制自升温在80 C以下,完成滴加后,升温至90 C反应1h、120 C2h、130 C 1h ,降温至70 C ,再将多元醇-羧酸液进入滴加釜开始滴加,滴完后在70 C反应(2 —3) h >80 C 1h ,测游离HDIV0.2 % ,抽真空脱出有机溶剂,加入亲水溶剂,调节固含量50 % , 降温至50 C加入50 %三乙胺水溶液,调p H值8.4 ,升温到60C反应至透明,降温到40 C 过滤出料3、 改性TD I三聚体交联剂产品配方:NCO: OH (物质的量比)为6: 1,采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法及分 阶段反应。

工艺步骤:多元醇-羧酸液的制备,按配方将三羟甲基丙烷、新戊二醇、偏苯三甲酸酐、 DM - PA、醋酸丁酯、二甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 °C溶解均匀,再将其升温至148 °C 回流脱水至透明,降温到40 C过滤出料备用三聚体制备:按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌、升温至148 C回流脱完水后,降 温至120 C,加入10 %磷酸锂液搅匀,通氮气,将TDI加入单体滴加釜开始滴加,3h滴加 完后,保温120 C反应2h、130 C 1h,降温至65 C,将多元醇-羧酸液进入滴加釜开始滴 加,反应自放热,控温在75 C以下,滴完,80 C保温2h ,取样测游离TDK0.9 % ,加入 10 %磷酸甲苯液升温至85 C反应2h (或降至25C静置7d),检测游离TDK0.2 % ,加 入10 %硫酸二甲酯液、10 %二甲基吡唑液升温至90°C反应15min ,抽真空脱出有机溶剂, 加入亲水溶剂调节固含量至50 % ,降温至50 C加入50 %三乙胺水溶液、N -甲苯二乙醇 胺调节p H值为8.4 ,升温到60 C反应至透明,降温至40 C出料4、 TD I/ TMP加成、改性物交联剂产品配方:NCO: OH (物质的量比)为3: 1 ,采用三聚催化反应、终止反应、残基封闭法。

工艺 步骤:多元醇-羧酸溶液的制备,按配方将TMP、新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA、醋酸 丁酯加入反应釜搅拌升温至80 C溶解均匀,升温到140 C回流脱水至透明,降温至40 C, 过滤出料备用加成物制备:按配方将醋酸丁酯、甲苯进入反应釜搅拌升温至140 C回流脱水后,降温 到60 C加入TDI,通入氮气,将多元醇-羧酸溶液加入滴加釜开始滴加,反应自放热,滴加 要缓慢,控温在70 C以下滴完,加入10%磷酸甲苯液,70 C反应(4—5) h检测NCO含 量达13.1 % ,游离TDI在12.5 % ,加入10 %三正丁基膦液搅匀,升温至85 C反应(2—3) h(或降温至25 C,静置7d),取样检测游离TDIK0.2 % ,加入10 %苯甲酰氯液、10%二 甲基吡唑液升温至90 C,反应15min ,抽真空减压,脱出有机溶剂,加入亲水溶剂,调节固 含量50% ,降温至50 C加入50%三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H值为8.5 ,升温 到60 C反应至透明,降温至40 C过滤出料5、 XDI/TMP加成改性物,NCO交联剂产品配方:NCO:OH (物质的量比)=9:1 ,采用三聚催化、终止、残基封闭法。

工艺步骤:参照第四的工艺步骤进行6、 改性TD I醇解油,NCO交联剂产品配方:油度86.4 % , K值=0.93 ,醇超量R = 1.17 , NC0:10H (物质的量比)=3:(含蓖麻油 中羟基),采用三聚催化、终止、残基封闭法工艺步骤:按配方将TD I、蓖麻油、新戊二醇加入反应釜,升温至120°C加入环烷酸 钙,搅拌、升温至240C,醇解反应(2—3) h ,取样测试其透明度,合格后降温至180C,加入 苯偏三甲酸酐、DMPA反应40min ,降温至120C加入甲苯稀释,升温到134C回流脱水,水 脱尽后,降温至60C,开始滴加TDI , 2h滴完,加入10%磷酸甲苯液搅匀,升温至70C反 应(3—4)h ,测试NCO含量在12%、游离TDI在9.5 % ,加入10%烷基膦液搅匀,升温 至80C反应(2—3)h(或降温至25C静放7d),测试游离TDIV0.3% ,加入10%苯甲酰氯 液、10%二甲基吡唑液搅匀升温至90C反应15min ,抽真空减压脱出全部甲苯,加入亲水溶 剂,调整固体含量为50% ,降温至50C加入三乙胺、N -甲苯二乙醇胺,调整p H值为8.5 , 升温至60C反应到透明,降温至40C过滤,出料。

7、 水性聚酯聚氨酯产品配方(甲组分):OH : NCO (物质的量比)=1.5:1 , K值=1.02,醇超量R = 1.18工艺步骤:按配方将新戊二醇、己二酸、苯偏三甲酸酐、DMPA加入反应釜,通入CO2 气,升温至120C,加入钛酸四异丙基酯,搅拌升温至180 C ,反应2h后,每隔30min取样 测试其酸值,直至达到79mg KOH/ g ,羟值达到79.5 ,降温至130C加入二甲苯,升温至 150C回流脱水,脱尽后,抽真空回收二甲苯,降温至80 C加入丙酮进行稀释,保温在 60C ,1.5h滴加TDI ,滴完加入10%磷酸(甲苯)液搅匀,升温至70C反应(4—5)h ,测试 游离TDIV0.2% ,加入50%苯酚(甲苯)液升温至80C反应15min ,再升温至90C ,蒸馏 出 1/2投料量的丙酮,70C保温备用在另一个装有快速搅拌的反应釜中,加入N-甲苯二乙 醇胺、三乙胺、乙二胺、去离子水开动快速搅拌,将上述保温在70C的物料,缓慢加入反应 釜,在60C进行中和反应透明后,升温至70C ,抽真空减压,蒸馏出余下的全部丙酮,降温 至40C,过滤,出料水性豆油酸聚酯聚氨酯产品配方(甲组分):OH : NCO (物质的量比)=1:1.5 ,树脂K值=1.019 ,醇超量R= 1.3、r =1.5,油度56%。

工艺步骤:按配方将豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、季戊四醇、新戊二醇加入反应釜通 入CO 2气升温至120C加入二月桂酸二丁基锡进行搅拌,升温至220C,反应3h ,降温至 180C加入间苯二甲酸、苯偏三甲酸酐、DMPA在180C下反应2h后,每隔30min取样测 试其酸值,直至达到75mg KOH/g ,羟值为80 ,降温至120 C加入甲苯,升温至132C回流 脱水,脱尽后,降温至65°C加入10%苯酚甲苯液搅匀,将TDI加入单体滴加釜,开始滴 加,1.5h滴完后,升温至70C反应4h , 80C lh ,测试游离TDI在0.2 % ,加入50%苯酚 (甲苯)液搅匀,升温至90C反应15min ,进行真空减压脱出2/3的甲苯,加入异丁醇降温 至50C,加入三乙胺、二甲苯乙醇胺及1/3的去离子水,调整p H值为8.6 ,升温到60C反 应至透明,抽真空脱出全部甲苯,加入余下的去离子水,调整固含量50% ,过滤,出料9、 水性菜油醇酸聚氨酯产品配方(甲组分):OH : NCO (物质的量比)=1:1.5 ,树脂K值=1.01,醇超量R= 1.314 , r= 1.499 ,油度=55.2% ,理论 NCO 含量=228%。

工艺步骤:按配方将菜籽(色拉)油、蓖麻油脂肪酸、TMP、新戊二醇加入反应釜,通 入CO2气升温至120C加入环烷酸锂搅拌,升温至230C反应(2〜3)h ,测试醇解透明 合格后,降温至180C,加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA ,在180C反应2h后,每隔 30min ,测试一次酸值,直至达到70mg KOH/g为止,然后降温至110C加入甲苯,升温至 132C脱水,将水脱尽后,降温至65C加入10%磷酸(甲苯)液搅匀,将TDI加入单体滴 加釜,开始滴加,滴完后升温至70C反应(4—5) h ,80C 1h ,测试游离TDI达到0.2 % ,加 入50%苯酚(甲苯)液,升温至90C反应15min ,抽真空脱出1/3的甲苯,加入异丙醇,降 温至50C加入N -二甲基乙醇胺、三乙胺,及1/2的去离子水,调整p H值为8.6 ,升温到 60C反应至透明,抽真空脱出全部甲苯,加入余下的去离子水,调节固含量50% ,过滤,出 料10、 水性蓖麻油醇酸聚氨酯产品配方(甲组分):OH :NCO (物质的量比)=1: 1.5 ,树脂K值=0197 ,醇超量R= 1.23, r= 1.36,油度=5514% ,理论 NCO 含量=2.3%。

工艺步骤:按配方将蓖麻油、甘油(95%)、新戊二醇加入反应釜,通入CO2气升温 至120C加入一氧化铅搅拌,升温至230C,反应(2-3) h ,测试其醇解透明合格后,降温至 180C加入苯二甲酸酐、苯偏三甲酸酐、DMPA、松香二元醇,在180C反应2h后,每隔 30min测试酸值,直至达到80mg KOH/g为止,然后降温至110C加入甲苯,升温到128回 流脱水,脱尽后,加入10%磷酸甲苯液降温至65C, 用 1.5h滴完TDI ,升温至70C反应4h , 80C1h ,测试其游离TDI达到0.2 % ,加入50%苯酚(甲苯)液,升温至95反应。

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