高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究前言
水分散多聚异氰酸酯可以大致分为两类：非离子型和离子型。非离子型改性聚异氰酸酯采用聚醚进行亲水改性，虽然这种固化剂在大多数应用领域得到了市场的广泛认可，但是其也存在很多缺点：由于聚醚带来的亲水性有限，需要使用大量的聚醚才能赋予聚异氰酸酯较好的水分散性能，这极大地降低了聚异氰酸酯体系中的异氰酸根的浓度，其次改性的聚异氰酸酯需要借助较大的剪切力才能够在水中完全分散，并且大量的聚醚会一直存在体系中，这将永远影响涂膜的耐水性能[1]。
H · 舍费尔[2]等提出了使用4-氨基甲苯-2-磺酸来改性聚异氰酸酯的方法，这类改性聚异氰酸酯中和以后能够非常容易地溶解在水中。但是此方法需要同时使用一定量的聚醚，造成涂膜耐水性能的降低，此外使用的磺酸含有苯环，这将使涂膜耐黄性能降低。Hans-Josef Laas[3]等使用环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸来制备改性聚异氰酸酯，取得了巨大成功，磺酸改性的聚异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散，叔胺中和的磺酸改性聚异氰酸酯体系具有很好的贮存稳定性。但是专利指出适用于此体系的磺酸单体种类只有两种，甚至指出其他与环己胺基丙磺酸结构类似的磺酸单体即使在更高的条件下也不能参与反应。
本文通过对市售磺酸单体与多异氰酸酯的反应进行研究，发现目前市售的磺酸单体除了环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸以外，未找到可以与多异氰酸酯反应的磺酸单体。于是试验室合成了一些新型的磺酸单体，研究发现这些新型磺酸单体在一定条件下可以与多异氰酸酯反应，来制备高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂，从而为行业研究者提供了理论参考。通过对试验室合成的磺酸改性多异氰酸酯固化剂与市场化某跨国公司的同类产品的比较，发现试验室合成的固化剂性能与跨国公司产品性能基本一致，从而为行业提供了更多的磺酸改性固化剂选择。
1 试验部分
1.1 试验主要原料
聚氨酯合成： HDI三聚体[HT100, w(—NCO)= 21.9%]、羟基丙烯酸树脂[Antkote? 2033，w(—OH)= 3.3%]、固化剂B，万华化学;磺酸固化剂A，市售;氨基磺酸，试验室自制;N,N-二甲基环己胺，阿拉丁试剂。
1.2 水分散多异氰酸酯的制备
在装有机械搅拌器、回流管、温度计和氮气进出口的四口圆底烧瓶中，将氨基磺酸和二甲基环己胺加入到HDI三聚体中，加热到100 ℃反应，测试体系中—NCO含量达到理论值时，停止反应，冷却体系至40 ℃，出料。通过改变氨基磺酸的加入量来研究不同磺酸含量的改性聚异氰酸酯的水分散关系。通过改变二甲基环己胺的加入量来研究中和剂使用量对整个反应进程的影响。
1.3 双组分水性聚氨酯涂料的制备
将含有47.12 g羟基丙烯酸树脂(Antkote? 2033)(羟值3.3，固含46%，pH值7.5～8.0)、0.6 g润湿剂(Surfynol 104BC)、2.22 g分散剂(Borchi? Gen SN 95)、0.16 g用乙二醇丁醚稀释至10%的流平剂Baysilone Paint Additive 3468、27.65 g钛白粉以及7.06 g去离子水混合以后，研磨至细度≤20 μm。再按照n(—NCO)/n(—OH) =1.5的比例加入按照上述方法制备的改性多异氰酸酯固化剂。涂敷在不同基材上，表干以后，在80 ℃下继续固化30 min，得到试验涂膜。
1.4 测试与表征
1.4.1 —NCO测试
参照GB 12009.4标准进行测试。
1.4.2 粒径测试
固化剂分散体粒径及其分布采用激光粒度分析仪(ZS90，Malvern)进行检测，检测样品需均匀稀释到合适浓度。
2 结果与讨论
2.1 反应时间对反应程度的影响
Hans-Josef Laas[3]使用环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸在叔胺中和条件下可以与多异氰酸酯反应，专利指出其他与环己胺基丙磺酸结构类似的磺酸单体即使在更高的条件下也不能参与反应。我们试验室也尝试使用目前市场上的很多磺酸单体，如氨基乙磺酸、氨基丙磺酸等与多异氰酸酯反应，发现均不能与多异氰酸酯反应。于是试验室合成了新型的氨基磺酸，在100 ℃下与HDI三聚体反应，反应过程中，观察体系变化，并且对反应物进行—NCO测试，结果如表1和图1。
由图1的—NCO测试结果可以看出，试验室合成的新型氨基磺酸单体可以与多异氰酸酯反应，而且反应4 h后体系—NCO不再发生变化。结合表1的数据可以看出，虽然试验室合成的新型氨基磺酸单体与多异氰酸酯可以发生反应，但是反应体系仍然有悬浮颗粒，说明在这种反应条件下很难反应完全。
2.2 N,N-二甲基环己胺加入量对反应程度的影响
由于氨基磺酸大多是晶体，多异氰酸酯又对氨基磺酸没有溶解性，在反应体系中反应物分为两相。即固体的氨基磺酸相和液体的多异氰酸酯相，属于典型非均相反应，此类反应一般反应速度很慢甚至不反应，但是合适的相转移催化剂会使得原本反应很慢甚至不反应的非均相体系变得容易进行反应，并且催化剂的浓度直接决定反应速度。叔胺不仅和多异氰酸酯具有很好相容性，还对磺酸单体有一定的溶解性，这符合相转移催化剂的特点。对N,N-二甲基环己胺用量进行研究，研究结果如表2。
从表2中看出，N,N-二甲基环己胺的加入量紧密影响着反应时间，加入量越多，反应时间越短，这说明N,N-二甲基环己胺在体系中不仅仅起着中和剂的作用，还具有催化效果。对比未加入N,N-二甲基环己胺时，体系不发生反应，这也验证了N,N-二甲基环己胺在体系中除了作为中和剂以外，还起着相转移催化剂的作用。虽然继续增大N,N-二甲基环己胺的加入量可以明显降低反应时间，但是过量叔胺存在将会降低改性三聚体的贮存稳定性，所以N,N-二甲基环己胺加入量以磺酸单体1.05倍(物质的量比)为佳。
2.3 氨基磺酸单体含量对固化剂分散性能的影响
聚醚改性的多异氰酸酯固化剂已经得到了市场的广泛认可，为了得到较好的水分散性能，需要使用大量的聚醚，这极大地降低了多异氰酸酯体系中异氰酸根的浓度，但仍然需要借助较大的剪切力才能够在水中分散，限制了施工现场的使用范围。磺酸改性的多异氰酸酯仅需要使用少量的氨基磺酸，就能够在水中均匀分散，而且不需要借助强的剪切力。本文对氨基磺酸用量进行研究，研究氨基磺酸用量对固化剂在水中分散性能的影响，同时与市场化同类型的固化剂和聚醚改性的固化剂进行比较，研究结果如表3。
从表3中看出，随着氨基磺酸加入量的增加，越有利于手动分散，分散后的粒径逐渐减小。亲水改性多异氰酸酯实际上包含大量的未改性的多异氰酸酯和部分亲水改性多异氰酸酯，而部分亲水改性多异氰酸酯是一种特殊的表面活性剂，磺酸用量的增加相当于表面活性剂的增加，所以改性的多异氰酸酯越容易分散，分散后的粒径也就越小。通过与市场化同类型的产品比较发现磺酸用量在2.5%～3.0%比较合适，手动分散性明显优于聚醚改性的多异氰酸酯固化剂。
2.4 试验室合成固化剂与市场化产品的比较
通过上述研究，试验室合成出磺酸改性多异氰酸酯固化剂，对合成产品进行基本物性测试，并对产品与羟基丙烯酸分散体搭配制备的双组分聚氨酯金属涂料(具体的配方和工艺见1.3双组分聚氨酯涂料的制备)进行性能测试，同等条件下与市场上某跨国公司产品进行比较，具体数据见表4。
由表5的数据可以看出，试验室合成的产品与跨国公司产品比较，固化剂基本物性基本一致;通过与羟基丙烯酸分散体搭配制备双组分水性聚氨酯涂料，涂膜的性能相当。说明试验室合成的磺酸改性的水性多异氰酸酯固化剂产品与跨国公司的产品相当，具有良好的分散性及使用性能。目前，磺酸改性多异氰酸酯固化剂已实现工业化生产，转化为市场化产品。
3 结语
(1)试验室合成出的新型磺酸单体环己胺基丁磺酸可以与多异氰酸酯反应，但反应很难进行彻底。
(2)N,N-二甲基环己胺不仅仅是中和剂还是催化剂，当N,N-二甲基环己胺与磺酸单体物质的量比等于1.05，可以制备磺酸改性多异氰酸酯固化剂。
(3)氨基磺酸用量在2.5%～3.0%时，合成的固化剂与市场化同类型产品相当，分散性明显优于聚醚改性的多异氰酸酯固化剂。
(4)通过试验室产品与跨国公司同类型产品的物性和应用性能比较，表明试验室产品与
跨国公司同类型产品性能相当。
聚氨酯固化剂MSDS 第一部分?化学品及企业标识 化学品中文名：聚氨酯固化剂 化学品英文名：PU-Curing agent 生产企业名称： 地址:?邮编:? 电子邮件地址： 技术说明书编码:?登记号:? 生效日期:?传真号码:? 企业应急电话： 第二部分?成分/组成信息 纯品混合物 有害物成分浓度CAS No. 甲苯-2,4-二异氰酸酯<%584-84-9 乙酯40-60%141-78-6 第三部分?危险性概述 危险性类别：第类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：本品具有明显的刺激和致敏作用。高浓度接触直接损害呼吸道粘膜，发生喘息性支气管炎，表现有咽喉干燥、剧咳、胸痛、呼吸困难等。重者缺 氧、紫绀、昏迷。可引起肺炎和肺水肿。蒸气或雾对眼有刺激性；液体溅 入眼内，可能引起角膜损伤。液体对皮肤有刺激作用，引起皮炎。口服能 引起消化道的刺激和腐蚀。 慢性影响：反复接触本品，能引起过敏性哮喘。长期低浓度接触，呼吸功 能可受到影响。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃，有毒，具刺激性，具致敏性。 第四部分? 急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分?消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。与胺类、醇、碱类和温水反应剧烈，能引起燃烧或爆炸。加热或燃烧时可分解生成有毒气体。其蒸气比 空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高 热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中 的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂： 干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水、泡沫和酸碱灭火剂灭火。 第六部分?泄漏应急处理 应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏 源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或 其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或 专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分?操作处置与储存 操作处置注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面 罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远 离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止 蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类、醇类接触。尤 其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备 相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有 害物。 储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25℃，相对湿度不超过75％。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类、 醇类等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第八部分?接触控制/个体防护
高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究前言 水分散多聚异氰酸酯可以大致分为两类：非离子型和离子型。非离子型改性聚异氰酸酯采用聚醚进行亲水改性，虽然这种固化剂在大多数应用领域得到了市场的广泛认可，但是其也存在很多缺点：由于聚醚带来的亲水性有限，需要使用大量的聚醚才能赋予聚异氰酸酯较好的水分散性能，这极大地降低了聚异氰酸酯体系中的异氰酸根的浓度，其次改性的聚异氰酸酯需要借助较大的剪切力才能够在水中完全分散，并且大量的聚醚会一直存在体系中，这将永远影响涂膜的耐水性能[1]。 H · 舍费尔[2]等提出了使用4-氨基甲苯-2-磺酸来改性聚异氰酸酯的方法，这类改性聚异氰酸酯中和以后能够非常容易地溶解在水中。但是此方法需要同时使用一定量的聚醚，造成涂膜耐水性能的降低，此外使用的磺酸含有苯环，这将使涂膜耐黄性能降低。Hans-Josef Laas[3]等使用环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸来制备改性聚异氰酸酯，取得了巨大成功，磺酸改性的聚异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散，叔胺中和的磺酸改性聚异氰酸酯体系具有很好的贮存稳定性。但是专利指出适用于此体系的磺酸单体种类只有两种，甚至指出其他与环己胺基丙磺酸结构类似的磺酸单体即使在更高的条件下也不能参与反应。 本文通过对市售磺酸单体与多异氰酸酯的反应进行研究，发现目前市售的磺酸单体除了环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸以外，未找到可以与多异氰酸酯反应的磺酸单体。于是试验室合成了一些新型的磺酸单体，研究发现这些新型磺酸单体在一定条件下可以与多异氰酸酯反应，来制备高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂，从而为行业研究者提供了理论参考。通过对试验室合成的磺酸改性多异氰酸酯固化剂与市场化某跨国公司的同类产品的比较，发现试验室合成的固化剂性能与跨国公司产品性能基本一致，从而为行业提供了更多的磺酸改性固化剂选择。 1 试验部分 1.1 试验主要原料 聚氨酯合成： HDI三聚体[HT100, w(—NCO)= 21.9%]、羟基丙烯酸树脂[Antkote? 2033，w(—OH)= 3.3%]、固化剂B，万华化学;磺酸固化剂A，市售;氨基磺酸，试验室自制;N,N-二甲基环己胺，阿拉丁试剂。 1.2 水分散多异氰酸酯的制备 在装有机械搅拌器、回流管、温度计和氮气进出口的四口圆底烧瓶中，将氨基磺酸和二甲基环己胺加入到HDI三聚体中，加热到100 ℃反应，测试体系中—NCO含量达到理论值时，停止反应，冷却体系至40 ℃，出料。通过改变氨基磺酸的加入量来研究不同磺酸含量的改性聚异氰酸酯的水分散关系。通过改变二甲基环己胺的加入量来研究中和剂使用量对整个反应进程的影响。
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯
水性聚氨酯在地坪中的应用 华成明，汤诚 （武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，武汉430040） 摘要：根据水性地坪漆特点，以水性聚氨酯分散体、水性丙烯酸分散体配以水性聚氨酯固化剂作为主要成膜物质，并配以消泡剂、流平剂、增稠剂、色浆/精等分别制备水性地坪面漆。并对不同组合特点进行性能和经济成本探讨，以此参考，用户可根据需要优选树脂和固化剂配比，设计出高性价比的水性聚氨酯地坪、优选出合适的工艺配比以达到各方要求，加快推进环保地坪涂装。 关键词：水性地坪；水性聚氨酯；水性聚氨酯固化剂 1.前言 聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲，脲基甲酸酯等基团，因而具有优异柔韧性和耐磨性。溶剂型聚氨酯地坪漆生产和施工过程中使用和排放大量挥发性有机物（VOC），各地正陆续限制使用或禁止使用。而市场上代替的水性产品在性能和经济成本与油性产品差距较大，限制了水性产品的推广。本研究采用水性聚氨酯分散体(HPU-7135)和丙烯酸分散体（HPUA-1036）作为水性树脂，并配以水性聚氨酯固化剂（S-101）做双组份水性聚氨酯地坪漆具有良好施工性、柔韧性、极佳的耐磨性。该体系做出来的水性地坪，适应不同需求，用户可根据需要优选树脂和固化剂配比，设计出高性价比的水性聚氨酯地坪、优选出合适的工艺配比以达到各方要求，加快推进环保地坪涂装。
2.实验部分 2.1主要原料（表1） 2.2辅料（表2） 2.3样品的制备 2.3.1按表3配比制漆（为便于对比，将不同固含树脂调到同一固含测试）表3
1.一种制备包含异氰脲酸酯基团的水溶性乳化的多异氰酸酯的方法，其中使： (A)(环)脂族二异氰酸酯， (B)合适的话至少一种其它异氰酸酯，和 (C)至少一种烷氧基化一元醇 在至少一种能够加速由异氰酸酯基团形成异氰脲酸酯基团的催化剂(D)存在下同时相互反应，在达到所需转化率时停止反应并从反应混合物分离出未反应的二异氰酸酯(A)和合适的话(B)，其中反应结束并且除去未反应的(A)和合适的话(B)之后烷氧基化一元醇(C)的量基于羟基与组分(A)和(B)的所有NCO基团之和的比例为至少 1.0mol％。 2.根据权利要求1的方法，其中二异氰酸酯(A)选自六亚甲基-1，6-二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4，4’-和2，4’-二(异氰酸酯基环己基)甲烷。 3.根据权利要求1的方法，其中不存在二异氰酸酯(B)。 4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中组分(C)为下式的聚醚醇： 1 个O-[ Xi-] k-H 其中 1为C1-C20烷基，可以任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C20烷基，C6-C12芳基，C5-C12环烷基或5或6元含氧、氮和/或硫的杂环， k为5-40，优选7-20，特别优选10-15的整数，和 对于i＝1-k，各Xi可以独立地选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-、-CH(CH3)-CH2-O-、-CH2-C(CH3)2-O-、-C(CH3)2-CH2-O-、-CH2-CHVin-O- 、-CHVin-CH2-O-、-CH2-CHPh-O-和-CHPh-CH2-O-，优选选自-CH2-CH2-O-、-CH2-CH(CH3)-O-和-CH(CH3)-CH2-O-，特别优选-CH2-CH2-O-，其中Ph为苯基且Vin为乙烯基。 5.根据权利要求4的方法，其中R1选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。 6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中排除包含金属离子的催化剂作为催化剂 (D)。 7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中催化剂(D)为下式的季铵盐： 其中 Yθ＝羧酸根(R13COO-)、氟离子(F-)、碳酸根(R13O(CO)O-)或氢氧根(OH-)， 其中 9-R12为相同或不同的具有1-20个碳原子且可以任选被羟基或苯基取代的烷基，和13为氢、C1-C20烷基、C6-C12芳基或C7-C20芳烷基，它们各自可以任选被取代。 8.根据权利要求7的方法，其中基团R9-R12独立地选自甲基、乙基和正丁基且R12可以额外为苄基、2-羟乙基或2-羟丙基。 9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中借助选自无机酸、羧酰卤、磺酸、磺酸酯、间氯过氧苯甲酸、磷酸二烷基酯和含氨基甲酸酯基团的化合物的去活化剂使催化剂(D)去活化。 10.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中通过加热到90℃以上的温度使催化剂 (D)去活化。 11.由上述方法之一得到的水溶性乳化的多异氰酸酯在制备聚氨酯和聚氨酯表面涂料中，在制备单组分、双组分、可辐射固化或粉末涂料体系中，以及在用于涂覆各自可以任选被预涂覆或预处理的木材、胶合板、纸、纸板、卡片、膜、纺织物、皮
nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩 写 【篇一：nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩写】 1）聚氨酯固化剂中的-nco基团，会与空气中的水气等起反应，只会降低，不会升高。2）除非试验原 料、测试方法或流程出现问题。。。 【篇二：nco在聚氨酯固化剂中是什么原料的缩写】 所谓聚氨酯固化剂就是含有-nco基团的一些寡聚物，能够与聚醚二 元春反应。分类：聚氨酯固化剂分单组分和双组分，聚氨酯的种类 很多，市场主要是双组分羟基固化型聚氨酯。也有的分为：水性聚 氨酯固化剂和油性聚氨酯固化剂。用途：木器漆、玻璃漆、塑胶漆、金属漆、地坪漆，实物如，木器、汽车、飞机、机械、电器、仪器 仪表、塑料、皮革、玻璃，五金等干燥时间：表干15-20min，打磨 3-4h，实干24h特点：易干、耐磨、硬度高、丰满性好、柔韧性好、易打磨、与溶剂相容性强、性能稳定缺点：部分聚氨酯固化剂含有 毒游离tdi物质，如不达标，易对周边环境及人造成危害，常见症状为：眼睛疼痛、流泪、、咳嗽、胸闷、气急、哮喘、、、接触性过 敏性等症状，长期接触有致癌的危险。区别：在固体含量方面，聚 酯漆固化剂与聚氨酯固化剂的区别在于，聚酯漆固话的固体含量几 乎是100%，而聚氨酯固化剂的固体含量一般为35-90%。施工注意：一定要严格按照油漆包装上指定的文字说明进行调配油漆及固化剂 和稀释剂的比列，一般配漆比例为：主剂∶固化剂∶稀释剂为 1∶0.5-1∶0.5-1.5，调制或涂饰时，不能与水、酸、碱、醇类接触。尤其...所谓聚氨酯固化剂就是含有-nco基团的一些寡聚物，能够与 聚醚二元春反应。 分类：聚氨酯固化剂分单组分和双组分，聚氨酯的种类很多，市场 主要是双组分羟基固化型聚氨酯。也有的分为：水性聚氨酯固化剂 和油性聚氨酯固化剂。 用途：木器漆、玻璃漆、塑胶漆、金属漆、地坪漆，实物如，木器、汽车、飞机、机械、电器、仪器仪表、塑料、皮革、玻璃，五金等 干燥时间：表干15-20min，打磨3-4h，实干 24h 特点：易干、耐磨、硬度高、丰满性好、柔韧性好、易打磨、与溶 剂相容性强、性能稳定
水性异氰酸酯固化剂合成专用催化剂 CUCAT-U2 1．性状描述 微黄透明液体，色度（Fe-Co）≤2；密度 1.032g/cm3(25℃)，粘度22±10mPa.s （25℃）；具特殊化合物气味，易溶于常用聚氨酯原料。 使用U2合成的聚氨酯材料，符合一般国际工业通用环保法规。 2．独特性能 目前水性异氰酸酯固化剂的合成大多数通过异氰酸酯接枝反应引入亲水性的非离子醚醇和阴离子氨磺酸盐进行改性，生成亲水性的异氰酸酯封端预聚物。表面上看仍然是-NC0和-OH或-NH2之间的简单基本反应，但即使采用相同基础原料，合成出的水性异氰酸酯固化剂与进口品牌相比仍然存在水相中相溶分散性、通透性差，光泽度、丰满度低，耐水、耐化学品、耐刮擦性差等问题，而且存在批次粘度不稳定，储存期粘度持续增加甚至固化的问题。 CUCAT-U2 系针对上述问题而研发，采用该催化剂合成的水性固化剂主要有如下特点： 1）靶向催化特定活性氢官能团与异氰酸酯反应，不产生其他副反应，解决固化剂储存期粘度不稳定、色泽逐渐发黄问题。 2）良好水分散性。基于异氰酸酯单体与亲水性单体接枝率更高原因。 3）漆膜通透性高。基于上述靶向催化的固化剂分子结构支链化原因。 4）显著提高漆膜光泽度、丰满度、耐刮擦、耐水、耐化学品性。基于靶向催化特性，赋予水性固化剂更多硬段基团和更高官能度。 基于上述特性，采用特殊功能性催化剂 CUCAT-U2 合成的水性异氰酸酯固化剂，品质媲美进口产品。 3．应用领域 水性异氰酸酯固化剂的合成，靶向促进异氰酸酯（单体或聚合体）与特定活性氢的反应。 4．使用方法 合成过程中添加，可一次性或分次加入，一般用量为预聚体重量的 0.05～0.2%； 5．储存方法 储存于干燥阴凉仓库内，避免日光照射和雨淋。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910248569.2 (22)申请日 2019.03.29 (71)申请人 华南理工大学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 瞿金清 罗顺伟 朱祖欢 夏伟 林汉轩 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人 罗啸秋 (51)Int.Cl. C09D 175/04(2006.01) C09D 5/14(2006.01) C09D 7/62(2018.01) C08G 18/73(2006.01) C08G 18/75(2006.01)C08G 18/76(2006.01)C08G 18/79(2006.01) (54)发明名称纳米材料改性水性多异氰酸酯固化剂及制备与应用(57)摘要本发明属于涂料固化剂领域，公开了一种纳米材料改性水性多异氰酸酯固化剂及制备与应用。氮气保护下，将多异氰酸酯和纳米金属氧化物加入到反应器中，超声分散后升温至50～90℃，加入催化剂反应3～6h，之后加入磺酸并滴加中和剂，升温至80～120℃反应4～8h，反应完成后加入阻聚剂终止反应，即得纳米材料改性水性多异氰酸酯固化剂。本发明通过改性加快了双组分水性聚氨酯涂膜固化速率的同时提高硬度和耐介质性能，相比于普通双组份水性聚氨酯涂料，改性固化剂制备的双组分水性聚氨酯涂料适用期长、涂膜硬度高、干燥速度快、耐介质性能更佳以及有抗菌、 抗老化功能。权利要求书1页 说明书8页CN 109988495 A 2019.07.09 C N 109988495 A
水性聚氨酯固化剂的应用研究 汤诚，华成明 （武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，武汉430040） 摘要：仕全兴水性聚氨酯固化剂综合性能与拜耳产品相当，性价比超高；仕全兴水性固化剂种类更为丰富，可满足不同客户的需求；还可为客户定制开发，如快干型水性固化剂、长活化期的固化剂、不同光泽度的哑光固化剂等等；另外，仕全兴以客户为导向，可为客户提供水性聚氨酯固化剂的水漆方案和最为便捷优质的服务，共同推进“油改水”的技术创新与发展。 关键词：水性聚氨酯固化剂；应用方法；特色；高性价比；服务 0 前言 近年来，随着众多厂家的推广和政策导向，水性漆越来越被市场认可，而双组份水性漆的多方面性能指标优于单组份的，并且已能与油性漆媲美，这与水性聚氨酯固化剂的开发与应用是分不开的。 水性聚氨酯固化剂含有大量异氰酸酯基团（-NCO），能与羟基、氨基和羧基等许多官能团发生缩合反应。此外异氰酸酯还能与水反应生成脲，释放出二氧化碳气体。如何有效控制副反应并制备出性能优异的双组份水性漆，需要优选出合适水性固化剂，并详细掌握配方设计要点及配漆制膜关键点。 水性聚氨酯固化剂具有一定的亲水性，能较好的分散于水性体系中，与水性羟基树脂混合均匀交联固化，可广泛使用于涂料工业和胶黏剂领域。而选择
水性聚氨酯固化剂首选需考虑施工便捷性和适用期，NCO基团在水性体系中不可避免的会与水接触，这就要求异氰酸酯与羟基的反应活性要高于其与水的反应活性，活化期至少2h以上，一般是4h,有的领域要求6-8h或以上，且粘度合适。本文详细研究了武汉仕全兴水性聚氨酯固化剂与拜耳固化剂性能对比及其应用特性。 1 实验部分 1.1 主要原料（如表1） 表1 主要原料 原料外观固含量/% 粘度/cps -OH/% -NCO/% 厂家 PUA-1034 乳白带蓝光液体45 800 3.2 / 武汉仕全兴PUA-7140 乳白带蓝光液体40 300 1.6 / 武汉仕全兴HPU-7240 带蓝光半透液体40 500 1.8 / 武汉仕全兴D100 透明液体100 3000 / 18 武汉仕全兴S101 透明液体100 2500 / 21 武汉仕全兴S105 透明液体100 2000 / 21 武汉仕全兴S202 透明液体100 700 / 23 武汉仕全兴S301 透明液体70 1000 / 12.5 武汉仕全兴拜耳305 透明液体100 6800 / 16.2 拜耳 拜耳2547 透明液体100 600 / 23 拜耳 拜耳2655 透明液体100 3500 / 21.5 拜耳 拜耳401-70 透明液体70 600 / 13.4 拜耳
聚氨酯固化剂M S D S 第一部分?化学品及企业标识 化学品中文名：聚氨酯固化剂 化学品英文名：PU-Curingagent 生产企业名称： 地址:?邮编:? 电子邮件地址： 技术说明书编码:?登记号:? 生效日期:?传真号码:? 企业应急电话： 第二部分?成分/组成信息 纯品混合物 有害物成分浓度CASNo. 甲苯-2,4-二异氰酸酯<0.5% 584-84-9 乙酯40-60% 141-78-6 第三部分?危险性概述 危险性类别：第6.1类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：本品具有明显的刺激和致敏作用。高浓度接触直接损害呼吸道粘膜，发生喘息性支气管炎，表现有咽喉干燥、剧咳、胸痛、呼吸困难等。重者缺 氧、紫绀、昏迷。可引起肺炎和肺水肿。蒸气或雾对眼有刺激性；液体溅 入眼内，可能引起角膜损伤。液体对皮肤有刺激作用，引起皮炎。口服能 引起消化道的刺激和腐蚀。 慢性影响：反复接触本品，能引起过敏性哮喘。长期低浓度接触，呼吸功能可受到影响。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃，有毒，具刺激性，具致敏性。 第四部分?急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分?消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。与胺类、醇、碱类和温水反应剧烈，能引起燃烧或爆炸。加热或燃烧时可分解生成有毒气体。其蒸气比 空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高 热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中 的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂： 干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水、泡沫和酸碱灭火剂灭火。 第六部分?泄漏应急处理 应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏 源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或 其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或 专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分?操作处置与储存 操作处置注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面 罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远 离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止 蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类、醇类接触。尤 其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备 相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有 害物。 储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25℃，相对湿度不超过75％。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类、 醇类等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
水性聚氨酯扩链剂-二甲基戊二胺介绍 扩链剂简介 扩链剂又称链增长剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。对聚氨酯胶黏剂和密封剂的合成非常重要，直接影响产品的力学性能和工艺性能。扩链剂为含羟基或氨基的低分子质量多官能团的醇类或胺类化合物。 在聚氨酯生产中必要的试剂，聚氨酯是由含二异腈酸酯基的脂肪族和芳香族单体与含有二元或多元醇的聚酯或聚醚反应形成的预聚物，应用时加入扩链剂使树脂成形。 扩链剂的原理是：在生产中，常用一些含活泼氢的化合物与异氰酸酯端基预聚物反应，致使分子链扩散延长，从而实现树脂的固化成形。 水性聚氨酯扩链剂 本文推荐得水性聚氨酯扩链剂是Invista公司生产的DytekA【学名：2-甲基戊二胺】 2-甲基戊二胺DytekA水性聚氨酯扩链剂，能通过碳链上第五碳原子甲基支链化胺类化合，使得其衍生物具有独特性能，如低粘
度、高弹性和娘好相容性能。使用二元酸，Dytek A生产高分子量多元胺的聚合物和共聚物，该类化合物，同用己二胺类化合物所制备的聚合物和共聚物相比，其具有熔点低、结晶度小性能；其树脂类中许多产品是透明的。 水性聚氨酯扩链剂二元胺[Dytek A]能够使聚氨类热熔性粘合剂的弹性得到改善，延长其空中暴露时间，这两个伯胺官能团具有不同反应活性。用本聚氨酯扩链剂二元胺[Dytek A]所生产的环氧树脂具有低的加合粘度，并能够通过其弹性来促进改善树脂的配方。 水性聚氨酯扩链剂主要运用2个领域 一个是用做环氧树脂固化剂，起到固化作用； 另一个就是作为水性聚氨酯扩链剂，能极大提高产品的弹性。 DytekA作为水性聚氨酯扩链剂在同类产品中表现更佳，特别适用于氨纶领域，能显著改善产品质量，这是我们特别推荐的氨纶扩链剂。
水性胶用封闭型聚氨酯固化剂的国内外研究情况 多异氰酸酯是分子中含有异氰酸酯基(-N=C=O)的一类化合物的总称。异氰酸酯基团具有很高活性，能与各种含活泼氢的物质如水、醇、胺及酸等反应，因此普通多异氰酸酯很难分散在水中。水性多异氰酸酯是指通过化学反应，对普通多异氰酸酯进行改性，合成出一种含有亲水基团的多异氰酸酯，该多异氰酸酯能够在水中分散并稳定的存在。水性封闭型固化剂是水性多异氰酸酯产品中的最主要的一种，它常温下可以分散于水中且不会与水发生副反应，高温下释放出多个-NCO基团并发生交联，达到固化整个产品体系的效果。 随着降低化工产品中VOC的环保法规日益加强，水性固化剂也越来越受到重视。目前市场上，水性聚氨酯固化剂仍以国外产品为主，国内相对较少。水性聚氨酯固化剂有两种类型的产品，一种为脂肪族水性聚氨酯固化剂，一种为芳香族水性聚氨酯固化剂。脂肪族聚氨酯有着链状的结构，故其-NCO活泼性较芳香族聚氨酯小，与水反应要缓和得多。利用其特点，可以采取一定的技术手段将其分散于水中，制得储存期较长的水性固化剂。目前市场上的产品大多为脂肪族水性聚氨酯固化剂，如拜耳公司的BL 5140和帕斯托公司的WT 2102，售价在100-300元/ kg之间。而芳香族聚氨酯中-NCO很活泼，只能将其-NCO暂时封闭，才能制成水性产品，当需要固化剂参与交联反应的时候再将其-NCO通过加热方式释放出来。芳香族水性聚氨酯固化剂的制备较脂肪族产品复杂，目前世界上几乎没有成熟的技术和产品。 据陶氏化学公司公布的数据，在20世纪70年代，全球聚氨酯年产量总计只有110万吨，而去年已超过了900万吨，增长了约9倍。在我国，近10年的增长速度也大大高于国民生产总值的增长。作为在聚氨酯领域内起交联作用的固化剂也必定有着越来越广阔的市场前景。
聚氨酯涂料在建筑领域有着广泛的应用和研究，随着各国对环保和节能的日益重视，其发展从最初的溶剂型到现在的水性化。与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯(WPU)涂料具有无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点，属于当今的绿色高分子材料。近年来，由于社会经济快速增长，建筑行业不断发展，建筑涂料日益受到人们的重视，已经成为涂料工业中增长最快的涂料品种;WPU涂料将聚氨酯树脂所固有的强附着力、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料低的VOC含量相结合，在建筑市场发挥着举足轻重的作用。 1·水性聚氨酯涂料在建筑领域的应用 建筑涂料广泛应用于建筑物的装饰和保护，要求是能抵御外界环境对建筑物的破坏，能对建筑物的防霉、防火、防水、防污、保温、防腐蚀等起保护功能;更重要的是低毒或者无毒、不易燃，对人类来说有足够的安全性。WPU涂料所具备光泽性、柔韧性、耐候性、耐溶剂等优异性能以及无毒、环保的优点，使其在建筑领域大放异彩。 1.1地坪涂料 地坪涂料是一类应用于水泥基层的涂料，要求具备耐磨、防滑、耐腐蚀、耐沾污等性能。WPU涂料所具备的柔韧可调整和环保等优势，在地坪领域所占的份额越来越大。对于单组分WPU，需要通过交联改性来获得优异的力学性能、耐水性、耐溶剂性以及耐老化性，从而满足地坪涂料的要求。而双组分WPU自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化学品等优异的性能，在地坪领域应用十分广泛。陈凯研究一种双组分WPU地坪涂料，是由硅丙水分散体的OH基团和多异氰酸酯NCO基团两组分配制而成。结果发现，有机硅氧烷单体加入量、羟基含量、酸值、固化剂的选择等对涂膜性能均有显著的影响。当硅氧烷单体质量分数为5%～10%、羟基量为2.8%～3.0%、酸值在25～36mgKOH/g、玻璃化转变温度为40～58℃条件下合成高性能含羟基硅丙树脂，将其与固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜坚硬、耐久，具有很好的耐水性、耐蚀性、耐划伤性和耐擦洗性。沈剑平等研究发现，只要选材得当，双组分WPU涂料可以实现非常优异的综合性能。用基于多元醇分散体BayhydrolAXP2695和多异氰酸酯BayhydurXP2487/1研发的白漆，以60kg的压力将40mm×40mm的冬季防滑胎压放在涂料样板上，常温压放1d后，在50℃下压放3d，发现其漆膜表面仅留下轻微的印痕，并且可以用乙醇轻易地擦拭干净。最新的研究表明，某些高交联密度的双组分WPU地坪涂料具有优异的抗热胎痕的性能。 1.2建筑防水涂料 目前在建筑防水领域，溶剂型聚氨酯涂料应用比较广泛；但随着环保的力度的加大，涂料势必要向无溶剂、水性化方向发展。WPU由于引入亲水集团，涂料的耐水性不佳，无法满足建筑防水涂料的需求，所以可以通过改性来提高和改善相应性能。罗春晖等采用氮丙啶对阴离子WPU分散体(PUD)进行交联改性，结果表明，室温下氮丙啶可与PUD链上的羧基反应，其加入可以显著改善涂膜的耐水性、耐溶剂性及耐沾污性。沈一丁等以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇(PTMG)以及二羟甲基丙酸为主要原料合成聚氨酯预聚体，并引入含酮羰基的双羟基化合物(DDP)与预聚体进行交联，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性，合成了稳定高交联度脂肪族WPU，研究结果表明，KH550能显著改善水性聚氨酯的力学性能及耐介质性。当KH550质量分数由0增加至10%时，乳胶膜的拉伸强度由20MPa 增加至27MPa，吸水率由43.2%降低至21.3%，吸丙酮率亦由47.5%降低至26.2%。TG 分析表明，随着KH550含量的增大，聚氨酯涂膜的热稳定性明显提高。郭松等采用蓖麻油为内交联剂合成防水性能较好的WPU成膜剂，以表面能、吸水率、接触角等指标分别考察蓖麻油的不同用量对WPU防水性的影响。结果表明，当蓖麻油最佳质量分数为4%时，其表面能仅为26.3mN/m，水接触角可达106.8°，吸水率为8.7%，其拉伸强度达22.77MPa，断裂伸长率达到了489.83%，开始分解温度提高到173℃，制得的WPU膜有良好的防水性能和一定的力学性能。以上品种均可以用于建筑防水。
1.1 水性聚氨酯材料概述 1.1.1 水性聚氨酯材料的性质 聚氨酯的分子链一般由两部分组成，可看作是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物。软段由低聚物多元醇（通常是聚醚或聚酯二醇）组成，硬段由多异氰酸酯或其与小分子扩链剂组成。聚氨酯材料因其独特的化学结构而具备许多独特的性能：（1）聚氨酯中含有很强极性和化学极性的异氰酸根（-NCO）和氨酯基团（-NHCOO-），与含有活泼氢的材料，如泡沫塑料、木材、皮革、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的粘合力。而聚氨酯与被粘材料之间产生的氢键作用使分子内聚力增强，使得粘合更加牢固，并且抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水分散体户外耐久性好，综合性能接近于溶剂型聚氨酯涂料。 （2）聚氨酯水分散体树脂的分子结构和大小根据性能要求，可在较大范围内调节。通过调节聚氨酯分子中软、硬段的比例及结构，可以制成不同硬度和伸长率的材料，从而满足不同的需要。 （3）容易通过交联反应进行改性，以提高耐溶剂性和抗化学品性，改进耐水性，也可以提高涂膜光泽，以及对颜料（包括金属颜料）的良好适应性。所含羟基官能团可以使用一些交联剂和固化剂，以进一步改进涂膜性能。和其它水分散体如丙烯酸、乙烯类、醇酸树脂等混合性好，为改进性能提供了更好的途径。 （4）水性聚氨酯大大减少VOC ，接近环境友好型涂料，是在水中完成反应的聚合物，不存在游离异氰酸酯，毒性小。 1.1.2 水性聚氨酯材料的合成 水性聚氨酯乳液是将聚氨酯以微粒状分散于水中，不同于其它水系树脂采用先分散后聚合的方法它具有独特的制备技术，通常采用两种方法：外乳化和自乳化法。 A 、外乳化法：像其它疏水化合物一样，聚氨酯预聚物可通过适当的分散剂和强剪切力使其在水中乳化。先将二元醇和有机异氰酸酯反应合成聚氨酯预聚体，再以小分子二元醇或二胺扩链，得到PU 的有机溶液，然后在强烈搅拌下，缓慢加入到含乳化剂的水中，形成粗粒乳液，再送人均化器形成粒径适当的乳液。该方法乳化剂用量大，乳化时间长，乳液稳定性差。 B、自乳化法：PU乳液的制备多采用聚合物乳化法，即在聚合物链上引入适量的亲水基团，在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应的不同，自乳化型PU 乳液的制备工艺有很多种，其中最为重要的有两种：丙酮法和预聚体分散法
1.1 水性聚氨酯材料概述 1.1.1水性聚氨酯材料的性质 聚氨酯的分子链一般由两部分组成，可看作是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物。软段由低聚物多元醇(通常是聚醚或聚酯二醇)组成，硬段由多异氰酸酯或其与小分子扩链剂组成。聚氨酯材料因其独特的化学结构而具备许多独特的性能： （1）聚氨酯中含有很强极性和化学极性的异氰酸根(-NCO)和氨酯基团(-NHCOO-)，与含有活泼氢的材料，如泡沫塑料、木材、皮革、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的粘合力。而聚氨酯与被粘材料之间产生的氢键作用使分子内聚力增强，使得粘合更加牢固，并且抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水分散体户外耐久性好，综合性能接近于溶剂型聚氨酯涂料。 （2）聚氨酯水分散体树脂的分子结构和大小根据性能要求，可在较大范围内调节。通过调节聚氨酯分子中软、硬段的比例及结构，可以制成不同硬度和伸长率的材料，从而满足不同的需要。 （3）容易通过交联反应进行改性，以提高耐溶剂性和抗化学品性，改进耐水性，也可以提高涂膜光泽，以及对颜料(包括金属颜料)的良好适应性。所含羟基官能团可以使用一些交联剂和固化剂，以进一步改进涂膜性能。和其它水分散体如丙烯酸、乙烯类、醇酸树脂等混合性好，为改进性能提供了更好的途径。 （4）水性聚氨酯大大减少VOC，接近环境友好型涂料，是在水中完成反应的聚合物，不存在游离异氰酸酯，毒性小。 1.1.2 水性聚氨酯材料的合成 水性聚氨酯乳液是将聚氨酯以微粒状分散于水中，不同于其它水系树脂采用先分散后聚合的方法它具有独特的制备技术，通常采用两种方法：外乳化和自乳化法。 A、外乳化法：像其它疏水化合物一样，聚氨酯预聚物可通过适当的分散剂和强剪切力使其在水中乳化。先将二元醇和有机异氰酸酯反应合成聚氨酯预聚体，再以小分子二元醇或二胺扩链，得到PU的有机溶液，然后在强烈搅拌下，缓慢加入到含乳化剂的水中，形成粗粒乳液，再送人均化器形成粒径适当的乳液。该方法乳化剂用量大，乳化时间长，乳液稳定性差。 B、自乳化法：PU乳液的制备多采用聚合物乳化法，即在聚合物链上引入适量的亲水基团，在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应的不同，自乳
Wateborne Polyurethane Resins & Hardeners Dr. Lucy Bai/ BayerMaterialScience Sept 26, 2010, Guangzhou
Agenda WB PU Background WB PU Performance & Properties Categories of WB PU WB PU Applications Comparsion of SB PU Vs WB PU Summary
Development of Polyisocyanate
Agenda WB PU Background WB PU Performance & Properties Categories of WB PU WB PU Applications Comparsion of SB PU Vs WB PU Summary
WB PU Performance & Properties Good balance of hardness and flexibility Excellent abrasion resistance Excellent chemical and stain resistance Good film build up and appearance Excellent weather stability Curable at low temperature
Agenda WB PU Background WB PU Performance & Properties Categories of WB PU WB PU Applications Comparsion of SB PU Vs WB PU Summary
聚氨酯固化剂MSDS 第一部分化学品及企业标识 化学品中文名：聚氨酯固化剂 化学品英文名：PU-Curing agent 生产企业名称： 地址: 邮编: 电子邮件地址： 技术说明书编码: 登记号: 生效日期: 传真号码: 企业应急电话： 第二部分成分/组成信息 纯品混合物 有害物成分浓度CAS No. 甲苯-2,4-二异氰酸酯<0.5% 584-84-9 乙酯40-60% 141-78-6 第三部分危险性概述 危险性类别：第6.1类毒害品 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收 健康危害：本品具有明显的刺激和致敏作用。高浓度接触直接损害呼吸道粘膜，发生喘息性支气管炎，表现有咽喉干燥、剧咳、胸痛、呼吸困难等。重者缺 氧、紫绀、昏迷。可引起肺炎和肺水肿。蒸气或雾对眼有刺激性；液体溅 入眼内，可能引起角膜损伤。液体对皮肤有刺激作用，引起皮炎。口服能 引起消化道的刺激和腐蚀。 慢性影响：反复接触本品，能引起过敏性哮喘。长期低浓度接触，呼吸功 能可受到影响。 环境危害： 燃爆危险：本品可燃，有毒，具刺激性，具致敏性。 第四部分急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。 第五部分消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。与氧化剂可发生反应。与胺类、醇、碱类和温水反应剧烈，能引起燃烧或爆炸。加热或燃烧时可分解生成有毒气体。其蒸气比 空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高 热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、氰化氢。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中 的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂： 干粉、二氧化碳、砂土。禁止用水、泡沫和酸碱灭火剂灭火。 第六部分泄漏应急处理 应急行动：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏 源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或 其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或 专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分操作处置与储存 操作处置注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面 罩），戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远 离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止 蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类、醇类接触。尤 其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备 相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有 害物。 储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。库温不超过25℃，相对湿度不超过75％。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类、 醇类等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第八部分接触控制/个体防护