수성 2 성분 폴리 우레탄의 필름 형성 메커니즘

수성 2 성분 폴리 우레탄의 필름 형성 메커니즘은 열가소성 중합체 용액과 다르며, 열가소성 중합체 분산 및 열 세팅 중합체 용액과 다릅니다.

조성의 관점으로부터,, 열가소성 중합체 분산의 입자 유착 메커니즘 및 열 세팅 중합체 용액의 가교 반응의 필름 형성 메커니즘과 관련이있다.

필름 형성 과정에서 :

휘발성 물질의 휘발 (용매, 물);

폴리올 및 폴리 이소 시아 네이트 입자의 코 응고;

폴리아이 소니 아네이트 및 물의 반응;

폴리올 및 폴리 이소 시아 네이트의 반응.

필름 형성은 일련의 운동 과정으로 구성되며, 발생 시퀀스 및 개발 프로세스는 필름의 품질과 성능에 중요한 영향을 미칩니다.

두 성분의 혼합을 시작할 때, 중합체 입자의 유착 및 이소시아네이트의 화학 반응은 시스템에 영향을 미치는 중요한 과정이다. 필름 형성 과정에서 계속 중요한 역할을하는 위의 요인 외에도, 물과 용매의 증발도 매우 중요해진다. 이소시아네이트 성분이 하이드 록실 성분과 혼합되면 즉시 분산된다. 혼합 단계 동안, 중합체 입자는 작은 정도로 합쳐진다. 많은 연구에서이를 확인했습니다

두 성분의 혼합을 시작할 때, 중합체 입자의 유착 및 이소시아네이트의 화학 반응은 시스템에 영향을 미치는 중요한 과정이다. 필름 형성 과정에서 계속 중요한 역할을하는 위의 요인 외에도, 물과 용매의 증발도 매우 중요해진다. 이소시아네이트 성분이 하이드 록실 성분과 혼합되면 즉시 분산된다. 혼합 단계 동안, 중합체 입자는 작은 정도로 합쳐진다. 많은 연구에 따르면 -NCO와 물과의 반응이 하이드 록실과의 반응보다 훨씬 느리 며, 이는 수성 2 성분 폴리 우레탄 코팅의 설계에 중요한 이론적 기초입니다.



필름 형성 과정에서 물 및 용매가 증발함에 따라, 중합체 입자는 함께 압착되고, 중합체 분자 세그먼트는 계면을 통해 확산되어 중합체 입자의 유착을 유발하고, 이는 또한 -NCO 및 하이드 록실 기의 반응을 촉진한다. -NCO의 반응 속도는 시스템에 따라 다릅니다. 일반적으로 -NCO의 80%를 반응하는 데 며칠이 걸리며 막의 성능은 일반적으로 7-14 일 이내에 완전히 확립됩니다.

수성 2 성분 폴리 우레탄의 액체 화학 반응을 연구하기 위해 적외선 분광법 및 열 분석을 사용하여 -NCO의 반응 속도는 시스템의 히드 록실 농도 및 수분 함량과 관련이있는 것으로 밝혀졌습니다. 하이드 록실 성분의 유형 및 콜로이드 구조. 중합체 사슬의 하이드 록실 성분 및 다른 기의 콜로이드 구조는 -NCO의 반응 속도에 매우 중요한 영향을 미치며 -NCO의 반응 속도는 코팅의 구조 시간 제한 및 생성하는 CO2 문제와 직접 관련이 있습니다. 영화 거품. 두 성분이 혼합 된 후, 입자가 응축되고 이소 시아 네이트의 반응이 주요 과정이다; 구조 후, 물과 용매의 증발이 주요 과정입니다.

혼합 후 구조 전 물, 하이드 록실 및 이소 시아 네이트의 경쟁 반응을 연구함으로써, 히드 록실 및 이소 시아 네이트의 반응은 거의 즉시 발생했으며, 물과 이소시아네이트는 2 시간 이후에만 반응하기 시작한 것으로 밝혀졌다. 두 구성 요소가 혼합 된 후, 시스템의 점도는 처음 1-2H에서 약간 증가한 다음 점도가 점차적으로 감소하여 약간 거품이 발생하여 마침내 거품이 많이 듭니다. 거품은 물과 이소시아네이트 사이의 CO2의 형성에 의해 야기된다. 촉매 (dibityltin)의 양이 증가함에 따라, 발포 시간이 단축됩니다. 촉매, 디포 아메르 및 교반 속도는 모두이 결과에 영향을 미치며 제품의 수명에도 영향을 미칩니다.

수성 2 성분 폴리 우레탄 시스템에서, 폴리올 및 경화제는 라텍스 입자 형태로 중간 물에 분산되고, 필름 형성 공정은 용매 기반 2 성분 시스템과 다르다. 초기 단계는 물리적 건조 과정으로, 주로 물의 휘발입니다. 이 과정에서, 중합체 입자는 서로 가깝고 병합되며, 중합체 사슬은 서로 확산되고 반응하기 시작한다. 프로세스에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.

수분 함량은 온도와 습도의 영향을받습니다.

중합체 폴리올 및 경화제의 점탄성은 입자의 융합 변형 공정에 영향을 미칩니다. 점탄성은 TG, 극성, 분자량, 용매 및 가소제 등에 의존합니다.

음이온 성 및 비이 온성 안정 라텍스 입자의 경우, 입자 표면의 반발력을 극복하기가 어렵다.

입자의 interdiflusion은 네트워크 구조를 형성하기 위해 입자 인터페이스를 통해 가교제의 가교 정도를 결정하기 때문에 열 세팅 2 성분 시스템의 중요한 인자입니다. 특히 높은 TG, MW 빠른 건조 시스템의 경우 전단 계수 G가 높고 필름 형성 특성은 열악합니다. 낮은 TG HDI 삼량 체 가교제를 사용하여, 고 TG 중합체 폴리올 에멀젼이 사용될 수있다. 입자 크기는 작고 필름 형성은 좋지만, 이러한 에멀젼이 고체 함량/점도 사이의 균형을 달성하기가 어렵고, 더 나은 필름 형성을 얻기 위해 퓨전 상태를 달성하기 위해 더 많은 물을 증발시켜야합니다. 에멀젼이 더 우수한 고체 함량/점도 균형에 도달 할 때, 중합체 사슬을 융합하고 확산시킬 수있다. 또한, 공기와 물 사이의 계면 장력을 증가시키는 것은 또한 입자의 필름 형성에 유리하다. 필름 형성 과정의 핵심 요소는 유착 동안 중합체 분자의 분산이며, 이는 분자 사슬의 대규모 세그먼트 이동과 관련이 있으므로 온도가 유리 전이 온도보다 높을 때 중합체는 TG보다 낮을 것이다 ( TG) 필름을 형성하는 것이 더 쉬운 경우. 그러나, TG가 낮은 중합체에 의해 생성 된 코팅은 강도, 내구성, 내마모성 및 화학적 저항성이 좋지 않다. 이러한 성능 결핍을 극복하기 위해, 더 높은 TG 및 더 높은 분자량을 갖는 중합체가 사용된다. 적절한 필름을 형성하기 위해, 이러한 분산은 용매를 첨가하여 중합체 입자를 팽창시키기 위해 TG를 감소 시키거나 더 높은 필름 형성 온도를 사용하여 중합체의 유동성을 증가시켜야한다. 그러나 이들은 더 높은 VOC 함량을 유발하거나 베이킹 단계가 필요할 수 있습니다.

많은 부작용의 존재로 인해, 2 성분 수 폴리 우레탄 시스템의 화학적 건조는 해당 용매 기반 시스템보다 더 복잡합니다. 이들 반응의 속도는 온도, 촉매, 농도 및 폴리 이소 시아 네이트 및 활성 수소 그룹의 반응성과 같은 반응 조건에 의존한다. 지방족 및 시클로 알라피라틱 폴리 이소 시아 네이트의 경우 과도한 물이 폴리올과 경쟁 할 것입니다. 물의 반응 속도 및 이러한 폴리 이소시아네이트는 주로 pH 값에 의존한다 (pH> 7, 반응 속도는 빠르다). 카르복실기의 반응 속도는 느리고, 아미노기는 폴리올보다 1, 몇 배 빠른다. 입자에서 폴리 이소 시아 네이트 및 폴리올의 혼합 및 호환성은 매우 중요한 요소입니다. 이들은 입자 사이의 가교제 분포와 최종 코팅 필름의 균일 성에 영향을 미친다.