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常用的聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-13 17:12:14
常用的聚氨酯扩链剂有小分子的二醇(如二甘醇、l,42丁二醇,新戊二醇等)或二胺(乙二胺,丁二胺等)。

常用的聚氨酯扩链剂二元胺能形成脲键,脲键的极性比氨酯键强,因而二元胺扩链的PU比常用的聚氨酯扩链剂二元醇扩链的PU具有较好的力学性能、模量、粘附性和耐热性,并且具有较好的低温性能。

异氰酸酯作为聚氨酯的重要原料之一,其结构对聚氨酯的力学性能有显著影响.它主要分脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯.前者有NDI、H12MDI、IPDI等,后者最有代表性是HDI.国外高品质的聚氨酯一般均以脂肪族或脂环族二异氰酸酯为原料。

国内目前由于受原料品种及价格的限制,多采用芳香族二异氰酸酯(TDI),但现在越来越多人开始采用IPDI,因为IPDI不如TDI那样跟水反应活性高,利于得到稳定的乳液。

如谭晓玲利用IPDI合成阴离子型水性聚氨酯,发现软段类型、软段分子量对乳液及其胶膜性能具有显著的影响。

陈维涛研究了IPDI合成一系列的水性聚氨酯中软缎组成、DM2PA含量及n(2NCO)与n(2OH)比值对产物微相分离的影响。

国外研究人员常利用混合的异氰酸酯来制备水性乳液,Yang[17] 等利用三元二异氰酸酯(IPDI2H6XDI2XDI)的混合设计方法,制得了具有良好分散性及粘接性能的阴离子水性聚氨酯。

Subramani报道了用芳香族二元二异氰酸酯(TDI和MDI)混合作为异氰酸酯基提供者,用甲乙酮肟做封端剂合成了阴离子型水性聚氨酯,结果发现同时含有TDI和MDI的离子分散体的解封温度为60~85℃,拉伸强度和断裂伸长率较纯的聚氨酯离子分散体低.二元或三元二异氰酸酯的混合设计也为阴离子型水性聚氨酯的合成提供了一条有效的途径。

离子交联剂在水性聚氨酯合成中作为提供离子基团的内乳化剂,其引入的通常为羧酸根离子和磺酸根离子.离子基团的含量决定分散体的稳定性和产物的外观。

许多文献报道了获得稳定乳液所需引入离子含量的最小值、离子含量和离子的位置对水性聚氨酯阴离子体的影响。Chen等发现获得稳定的分散体所需要引入2COOH的最小值是0.178mmolΠg,而Satguru报道这个值为0.25mmolΠg.这些结 果的差异主要取决于离子基团的种类及其他影响因素。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)产品用途

4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%。4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物。

软泡:大块泡沫 - 在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。

硬泡:聚氨酯硬泡  – 在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。

涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体:涂料 - - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。

胶粘剂 - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。硬弹性体- - 4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。

软弹性体 – 使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。


Yong等通过预聚体混合法制备了DMPA含量介于8.3%~15.5%之间的一系列阴离子型水性聚氨酯,结果发现,随着DMPA含量的升高粒径减小,但黏度、氢键分数、溶涨行为、热性能增加。

通过改变DMPA的含量建立起了阴离子型水性聚氨酯的结构跟物理性能之间的关系,发现DMPA含量的降低导致相对数目的粒径轻微增加,这主要由于聚氨酯亲水性和电解稳定性的降低,即越低的DMPA含量,越低的硬段含量和越高的聚氨酯结晶。

同时,降低的DMPA含量也导致产物的热塑性和热降解性降低。水性聚氨酯中离子基团所处的位置影响材料的性能.Kim等人用HDI先跟DMPA反应制得离子软段,再跟PPG得到预聚体,最后经中和扩链得阴离子型水性聚氨酯,制得的产物跟离子硬段相比具有显著低的溶液粘度,小的粒径,较大的分散粘度,大的接触角。

造成这种结果的主要原因是亲水基团在软段与硬段之间离域使得软硬段之间的相混合更加彻底。

而Mequanint等分别以1,32二羧基苯磺酸钠和DMPA为离子中心合成了离子软段和离子硬段,发现相同的离子含量,由于磺酸盐离子基团的嵌入效率比较高,致使含离子软段的聚氨酯比含离子硬段的聚氨酯有着更小的粒径。

水解研究发现离子硬段在水性环境中有较好的水解稳定性,这主要是由于未被溶解的疏水聚酯链段被含有互斥羧酸离子的聚氨酯链段包裹起来,从而使易受水攻击的聚酯链段也相应被保护起来。

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