Механизм образования пленки двухкомпонентного полиуретана на основе воды отличается от раствора термопластичного полимера, а также отличается от дисперсии термопластичной полимера и раствора термореактивного полимера.
С точки зрения композиции он связан как с механизмом коацензии частиц термопластичной дисперсии полимера, так и с механизмом образования пленки реакции сшивания раствора термореактивного полимера.
Во время процесса формирования фильма:
Улетучивание летучих веществ (растворитель, вода);
Коагуляция частиц полиол и полиизоцианата;
Реакция полиизоцианатов и воды;
Реакция полиол и полиизоцианатов.
Его пленка состоит из серии кинетических процессов, а последовательность и процесс развития его возникновения оказывают важное влияние на качество и производительность фильма.
В начале смешивания двух компонентов коалесценция полимерных частиц и химическая реакция изоцианата являются важными процессами, которые влияют на систему. В дополнение к вышеуказанным факторам, которые продолжают играть важную роль в процессе образования фильмов, испарение воды и растворителя также становится очень важным. Как только изоцианатный компонент смешивается с гидроксильным компонентом, он немедленно диспергируется. На стадии смешивания частицы полимера в небольшой степени объединяются. Многие исследования подтвердили, что
В начале смешивания двух компонентов коалесценция полимерных частиц и химическая реакция изоцианата являются важными процессами, которые влияют на систему. В дополнение к вышеуказанным факторам, которые продолжают играть важную роль в процессе образования фильмов, испарение воды и растворителя также становится очень важным. Как только изоцианатный компонент смешивается с гидроксильным компонентом, он немедленно диспергируется. На стадии смешивания частицы полимера в небольшой степени объединяются. Многие исследования подтвердили, что реакция -nco с водой намного медленнее, чем реакция с гидроксилом, что является важной теоретической основой для проектирования двухкомпонентных полиуретановых покрытий на водной основе.
По мере того, как вода и растворитель испаряются во время процесса образования пленки, частицы полимера скручиваются вместе, а полимерные молекулярные сегменты дифференцируют через границу раздела, чтобы вызвать слияние частиц полимерных частиц, что также способствует реакции -NCO и гидроксильных группах, - - - - -Скорость реакции NCO варьируется в зависимости от системы. Обычно требуется несколько дней, чтобы отреагировать 80% от -nco, а производительность мембраны, как правило, полностью установлена в течение 7-14 дней.
Использование инфракрасной спектроскопии и теплового анализа для изучения химической реакции жидкости двухкомпонентного полиуретана на водной основе обнаружено, что скорость реакции -NCO связана не только с концентрацией гидроксила и содержанием влаги в системе, но также связана с Тип и коллоидная структура гидроксильного компонента. Коллоидная структура гидроксильного компонента и других групп на полимерной цепи оказывает очень важное влияние на скорость реакции -NCO, а скорость реакции -NCO напрямую относится к ограничению построения по времени и задаче CO2, которая производит Пузырьки фильма. После того, как два компонента смешиваются, частицы конденсируются, а реакция изоцианата является основным процессом; После строительства испарение воды и растворителя является основным процессом.
Изучая конкурентную реакцию воды, гидроксила и изоцианата до строительства после смешивания, было обнаружено, что реакция гидроксила и изоцианата происходила почти сразу, в то время как вода и изоцианат начали реагировать только после 2 часа. После того, как два компонента смешиваются, вязкость системы немного увеличивается в первом 1-2 часах, а затем вязкость постепенно уменьшается, начинает слегка пениться и, наконец, много пенить. Пенит вызвано формированием CO2 между водой и изоцианатом. По мере увеличения количества катализатора (dibityltin) время пены сокращается. Катализаторы, дефораторы и скорость перемешивания влияют на этот результат, а также влияют на продолжительность жизни продукта.
В двухкомпонентной полиуретановой системе на водной основе полиол и отверстие диспергируются в средней воде в виде латексных частиц, а процесс формирования пленки отличается от двухкомпонентной системы на основе растворителя. Начальная стадия - это процесс физической сушки, который в основном является летучей водой. Во время этого процесса частицы полимера находятся близко друг к другу и слияют, и цепочки полимера начинают диффундировать и реагировать друг с другом. Основными факторами, влияющими на процесс, являются:
На содержание воды влияет температура и влажность;
Внутренняя упругость полимерного полиола и отверждения будет влиять на процесс деформации слияния частиц. Вязкоупругость зависит от TG, полярности, молекулярной массы, растворителя и пластификатора и т. Д.;
Для анионных и неионовых стабильных латексных частиц трудно преодолеть отталкивающую силу на поверхности частицы.
Внедрение частиц является важным фактором термореактивной двухкомпонентной системы, поскольку она определяет степень сшивания сшивающего агента через границу раздела частицы с образованием сетевой структуры. Особенно для высокого TG, быстросохнутой системы MW, модуль сдвига G высокий, а свойство формирования пленки плохая. Используя сшивающее агент TG HDI тримера TG, можно использовать полиологическую эмульсию с высокой полимером TG. Размер частиц невелик, и формация пленки хороша, но таким эмульсиям трудно достичь баланса между твердым содержанием/вязкостью, и необходимо испарить больше воды для достижения состояния слияния, чтобы получить лучшую пленку для пленки Высокая производительность эмульсий TG и MW, модифицируя поверхность полимера, когда эмульсия достигает лучшего содержимого содержания/вязкости, полимерные цепи могут быть объединены и диффундированы. Кроме того, увеличение межфазного натяжения между воздухом и водой также полезно для формирования пленки частиц. Ключевым фактором в процессе образования пленки является дисперсия молекул полимеров во время коацензии, что связано с крупномасштабным движением сегмента молекулярных цепей, поэтому полимер будет ниже, чем Tg, когда температура выше температуры стекла ( Тг), когда легче сформировать фильм. Тем не менее, покрытия, продуцируемые полимерами с нижним TG, имеют плохую прочность, долговечность, устойчивость к истиранию и химическая устойчивость. Чтобы преодолеть эти недостатки производительности, используются полимеры с более высокой TG и более высокой молекулярной массой. Чтобы сформировать правильную пленку, такие дисперсии должны добавить растворитель, чтобы набудить частицы полимера, чтобы уменьшить TG, или использовать более высокую температуру формирования пленки для увеличения текучести полимера. Но они могут вызвать более высокий содержимое ЛОС или потребовать шага для выпечки.
Из-за существования многих побочных реакций химическая сушка двухкомпонентной полиуретановой системы, переносимой водой, является более сложной, чем соответствующая система на основе растворителей. Скорость этих реакций зависит от условий реакции, таких как температура, катализатор, концентрация и реактивность полиизоцианата и активных водородных групп. Для алифатических и циклоалифатических полиизоцианатов избыток воды будет конкурировать с полиолами. Скорость реакции воды и такие полиизоцианаты в значительной степени зависит от значения pH (pH> 7, скорость реакции быстрая). Скорость реакции карбоксильных групп является медленной, в то время как аминогруппы на один или несколько порядков меньше, чем полиолы. Смешивание и совместимость полиизоцианатов и полиолов в частицах являются очень важными факторами. Они влияют на распределение сшивающего агента между частицами и внутри частиц, а также на однородность пленки конечного покрытия.
XUCHUAN CHEMICAL(SUZHOU) CO., LTD
