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探索聚氨酯通用助剂在水性聚氨酯分散体中的应用,促进快速固化并减少环境污染。

各位听众,各位同仁,大家上午好!

今天,我很荣幸站在这里,和大家一起探讨一个既充满挑战又充满希望的课题——聚氨酯通用助剂在水性聚氨酯分散体中的应用,尤其是在促进快速固化和减少环境污染这两个关键维度上的作用。

提到聚氨酯,大家肯定都不陌生。它就像一位百变星君,在各个领域都能看到它的身影。从舒适的沙发垫,到坚固的汽车涂料,再到高性能的运动鞋底,聚氨酯凭借其卓越的性能,早已深入到我们生活的方方面面。

然而,传统的溶剂型聚氨酯虽然性能优异,却也带来了不可忽视的环境问题。那些挥发性的有机溶剂(VOCs),像一群调皮捣蛋的精灵,肆意排放到空气中,不仅污染环境,还可能危害我们的健康。正所谓“鱼和熊掌不可兼得”,如何既能享受到聚氨酯带来的便利,又能守护我们赖以生存的地球?

答案就在水性聚氨酯分散体(Waterborne Polyurethane Dispersion,简称PUD)!它像一位绿色环保卫士,以水为分散介质,大幅降低了VOCs的排放,从源头上减少了环境污染。

但是,PUD 也并非完美无瑕。它也面临着自身的挑战,其中一个关键问题就是固化速度相对较慢。这就好比一个赛跑选手,虽然潜力无限,起跑速度却稍显不足。为了让这位“绿色卫士”跑得更快,我们需要给它添加一些“加速剂”,也就是我们今天要重点介绍的聚氨酯通用助剂!

一、聚氨酯通用助剂:PUD的“加速剂”与“润滑剂”

聚氨酯通用助剂,顾名思义,是指那些能够改善聚氨酯体系性能,并且具有广泛适用性的添加剂。它们种类繁多,功能各异,就像一位技艺精湛的魔术师,能够根据不同的需求,赋予聚氨酯体系各种神奇的特性。

在水性聚氨酯分散体中,通用助剂的角色更是举足轻重。它们不仅能加速固化过程,还能改善涂膜的各种性能,比如硬度、耐磨性、耐候性等等。毫不夸张地说,通用助剂是PUD走向高性能、多功能化的关键所在。

可以将通用助剂看作是PUD的“加速剂”和“润滑剂”,帮助它克服固化速度慢、性能不足等问题,从而在更广泛的领域中发挥作用。

二、加速固化:时间就是金钱!

快速固化是水性聚氨酯分散体应用的关键需求之一。想象一下,如果涂料需要几天甚至几周才能完全固化,那将大大降低生产效率,增加时间和成本。而聚氨酯通用助剂,就像一位高效的“时间管理者”,能够显著缩短固化时间,提高生产效率。

那么,通用助剂是如何实现加速固化的呢?主要有以下几个途径:

  • 促进交联反应: 一些助剂能够催化或促进聚氨酯分子之间的交联反应。交联反应是聚氨酯固化的核心过程,它将线性的聚氨酯分子连接成三维网络结构,从而赋予涂膜硬度、强度和耐溶剂性等优异性能。通过加速交联反应,助剂可以显著缩短固化时间。
  • 提高水分挥发速率: 水性聚氨酯分散体的固化过程,首先需要水分的挥发。一些助剂可以降低水的表面张力,促进水分从涂膜中释放出来,从而加速固化进程。
  • 改善成膜性能: 一些助剂可以改善聚氨酯分散体的成膜性能,使其在更短的时间内形成均匀、致密的涂膜,从而提高固化效率。

为了更直观地了解不同助剂的加速固化效果,我们来看一个案例:

案例:某水性聚氨酯涂料固化时间的对比

探索聚氨酯通用助剂在水性聚氨酯分散体中的应用,促进快速固化并减少环境污染。

案例:某水性聚氨酯涂料固化时间的对比

助剂类型 添加量(wt%) 固化时间(小时) 涂膜硬度(邵氏A) 备注
无助剂 0 48 60 对比样品
胺类催化剂 0.5 24 65 显著缩短固化时间,但可能影响耐候性
金属盐类催化剂 0.2 30 62 固化速度适中,对涂膜性能影响较小
封端异氰酸酯交联剂 2 12 70 固化速度快,涂膜硬度高,但需要注意储存稳定性

从上表可以看出,不同的助剂对固化时间的影响差异很大。选择合适的助剂,可以根据实际需求,在固化速度和涂膜性能之间找到佳平衡点。

三、减少环境污染:绿色发展,人人有责!

环境保护是当今社会的主旋律。水性聚氨酯分散体本身就是一种环保型的材料,但我们仍然可以通过选择合适的助剂,进一步降低其环境影响。

具体来说,我们可以从以下几个方面着手:

  • 选择低VOCs助剂: 尽量选择那些本身VOCs含量低的助剂。虽然水性聚氨酯分散体以水为分散介质,但一些助剂中可能含有少量的有机溶剂。选择低VOCs的助剂,可以进一步降低整个体系的VOCs排放。
  • 选择无毒、无害助剂: 避免使用含有重金属、甲醛等有害物质的助剂。这些物质不仅会对环境造成污染,还可能危害人体健康。
  • 提高助剂的利用率: 通过优化助剂的配方和使用方法,提高其在聚氨酯体系中的利用率,减少浪费。例如,可以使用包覆技术,将助剂包裹起来,使其在需要时才释放出来,从而提高利用率。
  • 使用生物基助剂: 随着科技的进步,越来越多的生物基助剂涌现出来。这些助剂来源于可再生资源,具有良好的生物降解性,是未来发展的趋势。例如,一些改性的植物油、淀粉、纤维素等,都可以作为聚氨酯的助剂使用。

四、通用助剂的种类及应用:八仙过海,各显神通!

聚氨酯通用助剂种类繁多,按功能可分为以下几类:

  • 催化剂: 加速聚氨酯反应,缩短固化时间。常见的有胺类催化剂、金属盐类催化剂等。
  • 交联剂: 促进聚氨酯分子之间的交联,提高涂膜的硬度、强度和耐溶剂性。常见的有封端异氰酸酯交联剂、氮丙啶交联剂等。
  • 流平剂: 改善涂料的流平性,消除刷痕、气泡等缺陷,使涂膜更加平整光滑。常见的有有机硅流平剂、丙烯酸流平剂等。
  • 消泡剂: 消除涂料中的气泡,提高涂膜的致密性和外观质量。常见的有有机硅消泡剂、聚醚消泡剂等。
  • 润湿剂: 降低涂料的表面张力,使其更好地润湿基材表面,提高涂膜的附着力。常见的有有机硅润湿剂、氟碳润湿剂等。
  • 增稠剂: 增加涂料的粘度,防止颜料沉淀,改善涂料的施工性能。常见的有聚氨酯增稠剂、纤维素增稠剂等。
  • 光稳定剂: 提高涂膜的耐候性,防止其在光照下发生降解。常见的有紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂(HALS)等。
  • 抗氧化剂: 防止聚氨酯在加工和使用过程中发生氧化,延长其使用寿命。常见的有受阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂等。

每种助剂都有其独特的性能和适用范围。选择合适的助剂,需要根据具体的应用需求和聚氨酯体系的特点,进行综合考虑。

为了帮助大家更好地了解各种通用助剂的特性,我整理了一个表格,供大家参考:

常见聚氨酯通用助剂的参数及应用

助剂类型 化学成分 主要作用 适用范围 推荐用量(wt%) 注意事项
胺类催化剂 叔胺类化合物 加速聚氨酯反应 适用于各种聚氨酯体系,尤其是不含羧基的体系 0.1-0.5 可能影响耐候性,部分胺类具有气味
金属盐催化剂 有机锡、锌、铋等化合物 加速聚氨酯反应 适用于各种聚氨酯体系,耐候性较好 0.01-0.1 部分金属盐具有毒性,应谨慎使用
封端异氰酸酯 封端异氰酸酯化合物 作为交联剂,提高涂膜硬度 适用于水性聚氨酯体系,可在较低温度下固化 1-5 对湿度敏感,应注意储存
有机硅流平剂 聚硅氧烷类化合物 改善涂料流平性,消除缺陷 适用于各种涂料体系 0.1-1 用量过多可能导致表面缺陷
聚醚消泡剂 聚醚类化合物 消除涂料中的气泡 适用于水性涂料体系 0.1-0.5 选择合适的HLB值非常重要
紫外线吸收剂 二苯甲酮、苯并三唑类化合物 吸收紫外线,保护涂膜 适用于需要耐候性的涂料体系 0.5-3 选择与聚氨酯相容性好的品种
受阻胺 受阻胺光稳定剂 捕获自由基,防止涂膜降解 与紫外线吸收剂配合使用,效果更佳 0.5-2 注意与酸性物质的相容性
聚氨酯增稠剂 非离子型聚氨酯 增加涂料粘度,改善施工性能 适用于水性涂料体系 0.5-3 注意选择合适的分子量和结构

五、未来的发展趋势:科技引领,绿色创新!

展望未来,聚氨酯通用助剂的发展将呈现以下几个趋势:

  • 绿色化: 研发更多环保、无毒、可生物降解的助剂,降低对环境的影响。
  • 多功能化: 开发具有多种功能的助剂,例如集催化、交联、流平、润湿于一体的多功能助剂,简化配方,提高效率。
  • 智能化: 探索智能型助剂,能够根据环境条件的变化,自动调节其性能,例如能够感知温度、湿度、光照等变化,从而自动调节固化速度、耐候性等。
  • 定制化: 针对不同的应用需求,定制开发专用的助剂,满足个性化的需求。
  • 生物基化: 越来越多的企业和研究机构致力于开发生物基的聚氨酯助剂,利用可再生的资源,从源头上实现绿色环保。

总而言之,聚氨酯通用助剂在水性聚氨酯分散体中的应用,是一项充满机遇和挑战的事业。我们有理由相信,通过不断的技术创新和深入研究,我们一定能够开发出更多高性能、低污染的聚氨酯通用助剂,为水性聚氨酯分散体的应用开辟更加广阔的道路,为实现绿色可持续发展贡献力量!

感谢大家的聆听!

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联系人: 吴经理

手机号码: 18301903156 (微信同号)

联系电话: 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

  • NT CAT 680 凝胶型催化剂,是一种环保型金属复合催化剂,不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物,适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

  • NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系;

  • NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,中等催化活性,比A-14活性低;

  • NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有延迟作用和一定的耐水解性,组合料储存时间长;

  • NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系,在该系列催化剂中催化活性强,特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系;

  • NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有很强的延迟效果,与水的稳定性较强;

  • NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,中等催化活性,良好的流动性和耐水解性;

  • NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有延迟作用;

  • NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,可用来替代A-14,添加量为A-14的50-60%;

  • NT CAT MB20 凝胶型催化剂,可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂,活性比有机锡相对较低;

  • NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡,凝胶型催化剂,适用于聚醚型高密度结构泡沫,还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等;

  • NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂,与其他的二丁基锡催化剂相比,T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性,而且改善了水解稳定性,适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。

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