含脲-氨酯链节的聚氨酯的特性与应用

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小羟胺的独特结构使得用其所产生的聚氨酯中可形成广泛的氢键点。每一个脲-氨酯链节都有潜力形成氢键或离子缔合物。含丰富脲-氨酯链节的聚氨酯的分散体(用羟胺作扩链剂)是稳定并且均匀的。这种聚氨酯树脂有很好的分散或乳液性能，同广泛的基材有优良的粘合性，并具有优良的机械强度。它们既能用作胶粘剂(如在软包装工业中可粘合大批软基材)，又能用作涂料与油墨组分。包括该聚氨酯的一种胶粘剂可将大量的软包装基材粘合在一起，可用于一些新的软包装尤其是扭曲包装中。 这种聚氨酯分散体是所谓自分散乳液，即可以不含有外加乳化剂。但为了进一步改善其分散体的稳定性，也可以加入常用乳化剂，假如该乳化剂的用量对该聚氨酯的性能或其分散体的粘合性能并无不利影响的话。 这类聚氨酯分散体可用水稀释以得到所要求的固含量。由此可制得高达约60％固含量的水性聚氨酯分散体，其乳液粘度范围约为10～200mPa·S或更高。如果必要，可用合适的增稠剂调节乳液的粘度，以提供将不受其分散体性质影响的稳定粘度。增稠剂一般是以下两类之一，即水溶性树脂或缔合型增稠剂。增稠剂的用量一般约为被增稠体系总量的0．1％～5％(有时达10％)。此增稠剂用量一般足以使分散体的粘度增大l00mPa·S以上，可从约150mPa·S75000mPa·S。水溶性树脂的例子有羟乙基纤维素与羧甲基纤维素。可碱溶胀型丙烯酸聚合物，如低烷基(甲基、乙基或丁基)丙烯酸酯同丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，是通过链缠结增稠的合成聚合物增稠剂的例子。这些聚合物一般在中性或碱性pH下(即pH约大于6)对水体增稠。 缔合型增稠剂的名称源于其增稠机理，可能涉及增稠剂分子的疏水部分同其他疏水表面(或者位于其他增稠剂分子上，或者在要被增稠之体系中的分子上)间的疏水缔合作用。不同类型的缔合型增稠剂包括(但不限于)：疏水改性型聚氨酯、疏水改性型聚醚、疏水改性型碱溶性乳液、疏水改性型羟乙基纤维素或其他产品、疏水改性型聚丙烯酰胺。这些缔合型增稠剂通常是水溶性或水分散性聚合物，其分子量与HLB要选择得足够高，以使含该增稠剂的水性配方物有所期望的流变性。通常，含2％～3％这种聚合物的溶液的粘度至少要达5000mPa·s，较好达l5000mPa·s，最好达至少20000mPa·S(用带3#锭子的布氏粘度计在25℃、l0RPM下测定)。
   所制得的水性聚氨酯分散体的粒径范围约为10nm～10um，较好约为0．05～1μm，更佳为约0．1～0．5μm。粒径可随反应物与反应参数变化。所得聚合物的相对分子质量范围一般约为5000～15000，具体依赖于预聚反应参数与扩链反应。其聚合物干膜常呈现熔化与玻璃化温度。熔化峰一般位于约30～100℃，玻璃化温度位于约-50～100℃。．
这些分散体可以不加其他添加剂而直接用作胶粘剂、涂料或油墨方面。对于特定应用的配方，亦能加入其他组分，如增稠剂、填料、颜料、润湿剂、消泡剂等等。在要求高耐热性和／或高耐湿性时，这种聚氨酯分散体还能同一些反应性化合物混合与反应，并形成交联(热固性)聚合物。混合能在应用前进行。反应可能发生在其聚合物膜的干燥期间，或发生在对其聚合物涂层加热时。聚氨酯的交联导致更好的耐热、耐湿及耐化学药品性。

    这种聚氨酯分散体能同约高达15％的一些现有商品树脂进行复配，包括三聚氰胺树脂(如Cyme1301，美国氰胺公司)，环氧树脂洳Epon

    828，壳氏化学公司)。还能同乙烯基型化合物，如乙酸乙烯、丙烯酸甲酯、苯乙烯等等，以及含乙烯基的聚合物复配。

    通常，当此类水性聚氨酯分散体用作胶粘剂时，可用消耗棒将其涂施到薄膜、箔或其他软基材上，使基材表面涂胶量达到约0.18～0.36g／m2。将此涂胶基材干燥，基本脱除所有水。然后将此粘性表面与另一个相同或不同基材粘接，其间施加的压力要能提供良好的接触。