水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系，有無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易于改性等優點。聚氨酯樹脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業發展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑等。 一、合成水性聚氨酯樹脂的主要原料多元醇：主要是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物多元醇。從目前聯系客戶來看，做PU漿料的幾乎都會用到PCL，而且大部分客戶都是使用PCL220這個產品，說明2000分子量多元醇做這個產品是比較成熟的，耐水解和耐黃變好，耐磨性好。異氰酸酯：可分為芳香族異氰酸酯型（MDI、TDI）、脂肪族異氰酸酯型(HDI、HMDI、IPDI)等。TDI和MDI不耐黃變，他們沒有用，用IPDI做的成膜很好，透明平滑，主要是耐黃變好。主要用IPDI。親水劑：DMPA和DMBA等。 二、水性聚氨酯樹脂的合成方法水性聚氨酯整個合成過程可分為兩個階段： 1、預逐步聚合，即由低聚物二醇、擴鏈劑（親水性的二元醇或多元胺，一般是小分子量的）、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成相對分子質量為l000量級的水性聚氨酯預聚體。 2、中和后預聚體在水中的分散，分散方法有兩種自乳化法和外乳化法。自乳化法又稱內乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無需乳化劑即可形成穩定乳液的方法。外乳化法又稱為強制乳化法，若分子鏈中僅含少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團，或完全不含親水性成分，此時必須添加乳化劑，才能得到乳液。但因該法存在乳化劑用量大、反應時間長以及乳液顆粒粗、影響固化后聚氨酯膠膜的性能，最終得到的產品質量差、膠層物理機械性能不好等缺點，因而目前生產基本不用該法。水性聚氨酯的制備以離子型自乳化法為主。客戶多數是做自乳化，使用的親水擴鏈劑有DMPA和DMBA，二者價格差別很大，系能也不同。 三、水性聚氨酯分類1、依水性聚氨酯粒徑和外觀分可分為： 聚氨酯水溶液（粒徑<1nm，外觀透明） 聚氨酯水分散體（粒徑：1nm-100nm，外觀半透明） 聚氨酯乳液（粒徑>100nm，外觀白濁）水性聚氨酯粒徑一般是50nm—1000nm都有，所以應用最多的是水分散體和乳液，統稱水性聚氨酯或聚氨酯乳液。2、依親水性基團的電荷性質可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要，分為羧酸型和磺酸型兩大類。3、依合成單體不同可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。4、依照選用的二異氰酸酯的不同分為芳香族和脂肪族，或具體分為TDI型、HDI型等等。5、依產品包裝形式水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。 四、水性聚氨酯的顏色 當光線射入水性聚氨酯分散體系時，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射。其中波長長的紅光、橙光、黃光穿透能力強，最易被分子所吸收。波長較短的藍光、紫光穿透能力弱，遇到分子時，最易被散射和反射，又由于人們眼睛對紫光很不敏感，往往視而不見，而對藍光比較敏感，一般就可以看見藍色。 1、如果粒徑小于1nm，就成為水溶液（水分子是0.4nm），由于溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，看不見散射光，呈現無色透明，但是水性聚氨酯不會做到這種程度。 2、如果分散質粒子的半徑小于入射光的波長（大于1nm），就主要發生散射，可以看見光的顏色，顏色分別是透明--貝殼清（藍色）--紅--乳白，乳液越是泛藍那就是粒徑越小，如果較白且泛紅那就是粒徑大的表現。 3、如果分散質的粒子大于入射光的波長，主要發生反射或折射現象，使體系呈現混濁，看不到特定顏色。水性聚氨酯粒徑一般是50nm—500nm，高固含量水性聚氨酯乳液粒子比低固含量的大很多，一般認為30%固含量樹脂粒徑在50nm左右，也就是屬于水分散體，會呈現透明泛藍光；50%以上固含量樹脂粒徑往往大于200nm，也就是屬于乳液，會呈現乳白色。市場上一般都是藍光的。紅620nm--760nm橙592nm--620nm黃578nm-- 592nm綠500nm-- 578nm青464nm--500nm藍446nm --464nm紫400nm--446nm 五、水性聚氨酯的固含量solid content 固含量是比較直接而重要的數據，是指水性分散體系中聚氨酯樹脂的質量占比，其余大部分為溶劑，水分等。固含量不僅是成膜物質，還包括填料、助劑等，國內一般的水性聚氨酯都是做到25-30%之間，價格在20-30元/公斤不等。但是國外的大公司如拜爾可以做到60%以上。油性聚氨酯漿料固含可以做到40%以上。皮革涂飾行業如何使用水性聚氨酯 水性聚氨酯用途廣泛，這里只談談水性聚氨酯在皮革涂飾行業的應用情況。 皮革涂飾使皮革面形成各種顏色、光澤和風格，并獲得一定的防水性及易保養性。采用不同涂飾材料和工藝方法還能開創新的皮革花色品種和提高次皮利用率。皮革涂飾劑的主要成分有成膜劑、著色劑、光亮劑、固定劑、手感劑等。涂飾溶劑有水和有機溶劑兩類。涂飾層次一般分為底層、中層和頂層，依次進行。 皮革涂飾行業和水性聚氨酯有關聯的共有三類企業：合成水性聚氨酯樹脂企業、使用水性聚氨酯企業（如皮革廠、合成革廠）、銷售水性聚氨酯樹脂企業三類。 合成水性聚氨酯樹脂企業做的水性聚氨酯只是半成品，是成膜樹脂。皮革涂飾革廠家購買過去還需要加水，加色粉，加助劑，做成成品，再使用。皮革涂飾廠家也不會去測試固含量等數據，他們拿去只要往皮革上噴涂，確定附著力、光亮度的情況，決定該如何配成品。皮革分為三種，PVC革，PU革，真皮。真皮和PU革表面涂飾成熟使用到PCL多元醇型水性樹脂，PVC革上使用PCL多元醇型樹脂尚不能滿足要求。真皮上使用皮革處理需要涂三層，底層、中層和頂層，因為真皮經過處理后仍會有凹凸不平，需要補傷膏先抹平，再使用皮革處理劑，都會用到水性聚氨酯。而人造革是一層革，只需要涂一層即可，但是要求水性聚氨酯可以和這塊革良好粘接相容，聚氨酯革一般都能滿足要求，PVC革目前比較困難。 皮革涂飾劑主要是用在真皮上，一共涂三層，底層和中層已經滿足，要想做頂層，必須和中層相配，因此需要好的產品。 七、目前存在的問題用PCL多元醇做出來的水性聚氨酯看不出很獨特的特性，反映不出好的性價比，推廣比較困難。產品有什么問題他們也不清楚，可能是自己配方和技術問題。至于原料這塊只能選擇相信供應商，他們不會花較大成本去檢測原料質量，即使出了問題也是都有責任。對于多元醇的水分含量沒有提要求，說是還沒那個水準。目前皮革市場不景氣，他們公司是哪一款產品掙錢就主推哪一款，先維持生存，再圖發展。他們公司資金也比較進展，生產工藝設備都很簡陋，幾乎都是人工操作進料等。光澤度問題已經買了配方，還在試驗， 但是效果不大。覺得國內其他同行水平也是一般，如冠志，萬華做的樣品都測試過，也不好。國產的95%都達不到高光。光澤度是一個比較難解決的問題，要想達到好的光澤度必須使用水性聚氨酯，其他光亮劑等都達不到效果，除了做啞光可以用啞光粉。溶劑問題，目前想要一款沸點高的產品，最好200度以上，對成膜性好。推薦乳酸酯試樣。
2016-06-28
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資料一 富營養水處理之富氮處理介紹氮能引起水環境的富營養化，在含氮廢水排入水體以前必須進行脫氮去除，方法有物理化學法和生物反硝化法兩大類，從徹底消除硝酸鹽污染和降低脫硝成本的兩個方面看，生物反硝化方法是目前最實用的好方法。 硝化過程是氨氮轉化為硝酸鹽氮的過程。由自養型好氧微生物完成的。硝化過程第一階段由亞硝化菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽，為亞硝化反應。第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽，為硝化反應。 反硝化過程是反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態氮（N2）的過程。采用不溶于水的有機物作為反硝化菌的碳源，為硝酸鹽的還原提供還原力，稱之為固相反硝化。反硝化分為自養反硝化和異養反硝化，自養菌生長繁殖較慢，脫氮速率低，所需的反應器容積要求較大,脫氮成本也較高，因此異養反硝化的應用受到了關注，異養反硝化需要外加有機碳源補充反硝化脫氮電子供體的要求。該工藝主要有以下優點:①工藝簡單。固體碳源既可作為生物膜的載體,又能為反硝化作用提供還原力,系統易于調控。②安全。避免了傳統工藝中碳源投加易過量而影響出水水質的風險。③運行穩定。固體碳源只在微生物酶的作用下分解,可為反硝化作用提供持續的還原力,有利于水處理系統的穩定運行。 影響固相反硝化速率：溫度和流速，進水的PH值和溶解氧影響小。硝酸鹽濃度和碳源的濃度都能影響微生物增殖速度，影響反硝化的速度。溫度：降解菌和反硝化菌的活性都和溫度有關，大多是中溫型細菌，最適宜溫度25-40度。流速：過高的流速會導致降解菌從碳源上被沖刷流失。PH值：降解菌和反硝化菌有較好的抗酸堿波動能力。溶氧量：反硝化屬兼性厭氧菌，反硝化過程在缺氧的情況下進行。 資料二 水族館水處理之原理---脫氨氮 固相反硝化脫氮一、氨氮存在形式及危害 氮是有機物的主要成分，魚類的糞便及殘餌中都含有大量的氮。據研究，飼料中的氮有60%-70%排泄到水體中。氮在水體中以氮氣、游離氨、離子銨、亞硝酸鹽、硝酸鹽和有機氮的形式存在。其中游離氨NH3和離子銨NH4+被合稱為氨氮。氨氮的毒性：水體中分子態的氨（NH3)、NH4+、NO2 -等積聚會引起水體溶氧急劇下降、有害氣體增多，有害細菌和條件致病菌大量滋生，造成觀賞魚的體質下降，抗應激能力差，易導致各種病原菌的侵襲，造成觀賞魚疾病的大量暴發且難以控制，是水族箱（館）的主要去除目標。二、水族箱（館）中積累的氨氮去除辦法 1、換水。換水繁瑣，容易造成水體環境的較大波動，可能帶入敵害、病害生物，同時也污染環境。2、采取生物脫氮法，水族箱可以做到長時間不換水。其原理是把水族箱（館）水中的有機氮和氮氨通過硝化和反硝化過程轉化成氮氣，最終從水中除去。硝化過程 NH3----硝化細菌------→HNO3氨氮在氨氧化細菌作用下先被氧化為相對低毒性的亞硝酸鹽，進而再被亞硝酸鹽氧化細菌氧化為毒性更低的硝酸鹽。反硝化過程 HNO3-----反硝化細菌----→N2硝酸鹽部分被水生植物吸收，部分經過反硝化作用轉化為N2散逸到空氣中。三、聚己內酯和聚乳酸在水族館水處理中的作用作為碳源，提供反硝化細菌生長的碳源。作為細菌生活的載體。 資料三：可生物降解材料聚乳酸、聚己內酯作為反硝化脫氮固相碳源的特點和優勢一、產品特點脂肪族樹脂，良好的生物相容性。生物降解材料。固體顆粒。二、使用優勢1、提供碳源，材料表面形成大量的空洞網狀結構，有利于反硝化菌的附著生長，并提供能量。2、固態碳源如顆粒、管材、片板等形狀，避免了投放液態碳源的弊端，清潔、環保、安全。3、優異的生物降解性，碳源可逐步緩釋，過程易于控制。4、良好的反硝化效率，有效除去硝酸鹽。三、產品圖片和包裝２５０克／瓶 ５００克／瓶 １０００克／瓶２５ＫＧ／袋
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