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聚氨酯樹脂概述

發布時間：

2024-06-19 16:59

聚氨酯(Polyurethane)是由德國首先發展起來的。用作泡沫塑料與粘合劑。

涂料工業在六十年代發展了聚氨酯醇酸樹脂等以制造油漆。油墨工業在近十年余的時間內，也開始進行了研究，并已有聚氨酯快干油墨投入市場。由于它具有一定的特點，故今后有可能在油墨工業中立足。

在印刷工業中，聚氨酯膠輥的使用，已有較長的歷史了。

它的最基本的反應是異氰酸酯基團(R—N=C=O)與聚酯，聚醚，乙二醇或蓖麻油的羥基團反應。其次是它與水的反應。其它的含氫化合物，如油中的羧基以及胺類，亦可與之反應。

在這類樹脂的生產中，其基本原料是二異氰酸酯甲苯（T．D．I或叫甲苯二異氰酸酯）。它是由2，4二氨基甲苯與兩個分子的光氣（COCl2）來制取的，由于它是極毒的化學品，故生產上大都采用乙二醇或其他多元醇的預聚物（無毒），在這種預聚物中，還有未反應的異氰酸基團，它還可以與多元醇和酯等發生反應。

在涂料工業中，聚氨酯涂料分成兩大類，即單組分和雙組分。

單組分中又分成三種：

(1)氨基甲酸酯油(異氰酸酯改性的干性油)。

(2)異氰酸酯端基化的加成物或預聚物(濕固型)。

(3)封閉型(Blocked)異氰酸酯(熱固型)。

雙組分類中分成兩種：

(1)異氰酸酯端基化的加成物或預聚物，含羥基的化合物。

(2)與上述單組分中第(2)項相似的預聚物，以及一種接觸劑(大多是胺類和萘酸金屬鹽類)。

這些內容對油墨制造者來說，都有啟蒙作用。而有的實際上已被油墨制造者所接受。現將與油墨有關的氨基甲酸酯油簡述如下：

以異氰酸酯改性的干性油，也叫氨基甲酸酯油(Urethane Oil)，或氨基甲酸酯醇酸樹脂(Uralkyd)。它是由二異氰酸酯與含羥基的干性油反應而得的。NCO／OH之比為1或小于1。它的固化反應包括干性油脂肪酸分子雙鍵的氧化聚合。故其固化機理與醇酸樹脂相似，是交聯反應。

一般是先將不飽和甘油酯(如亞麻油)用多元醇進行醇解。不飽和甘油酯與多元醇之比，應控制其混合羥基酯中每分子的羥基平均數。醇解方法如下；將亞麻油裝入容器中，加入氧化鉛作催化劑，在15—20分鐘內加熱到80℃，再加入多元醇，升溫至230—240℃，保持25—30分鐘，檢驗其醇解完全為度(脫水蓖麻油的醇解是用苛性蘇打作催化劑的)。再用醇解好的油生產氨基甲酸酯油：把50克油和25克二甲苯放于容器中，用25分鐘的時間，將二異氰酸酯甲苯和二甲苯的混合物慢慢地滴加入內，反應溫度約90℃，反應一個半小時左右即可。二異氰酸酯的用量以NCO／OH比為1或小于1，產品中無游離二異氰酸酯為度。

在這個產品中，二異氰酸酯與羥基酯連接在一起，從而增加了分子量及官能度(增加了不飽和性)。此低分子量聚酯一氨基甲酸酯連結料含有四個不飽和酯肪酸殘余：

R＝CH3CH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7

故可用干燥劑進行氧化干燥，形成高分子量聚合物。其成膜的性質是優異的。

醇解產品的羥值，對薄膜的性質是個關鍵。同樣，在以甘油醇解亞麻油的產品中，二甘油酯的含量太高時，對薄膜無利。

以二異氰酸酯或它的預聚物替代一部或全部苯二甲酸來制造亞麻油醇酸樹脂，并用于油墨中，這已經實現。

這種樹脂成膜后，堅牢耐摩，顏料潤濕性好，在平印中印刷性能優良。所差者，價格比較高些。

根據美國專利3，412，054的介紹，聚氨酯樹脂也可制成水稀釋性的。即將聚異氰酸酯與2，2二(羥甲基)羧酸反應，然后再用氨或胺與之反應而成。

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