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高回弹聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-4 12:12:29
本文介绍高回弹聚氨酯扩链剂

在聚氨酯高回弹配方中使用高回弹聚氨酯扩链剂后,制得的聚氨酯泡沫,25%压陷硬度可达到210 N以上,超过使用50份POP 93/28的配方;抗拉伸强度达到215kPa,撕裂强度也达到231 N·m,高回弹聚氨酯扩链剂合成的聚氨酯远高于使用普通交联剂/扩链剂的高回弹泡沫;与普通高回弹泡沫相比,阻燃性也明显提高。

聚氨酯是由多异氰酸酯与多羟基化合物或聚合物进行反应而制得,通常是采用二元或三元异氰酸酯与多元醇或含有多元羟基的聚醚、聚酯、合成聚氨酯用扩链剂反应制备。作为一种重要的高分子材料,聚氨酯材料以其优异的力学性能及结构特性,在各个领域都得到了广泛的应用。

聚氨酯的性能取决于链的化学组成、长度、刚性、交联程度以及链段间的相互作用,所以分析聚氨酯的链结构,找出其结构与性能之间的关系,就可以在合成聚氨酯时进行相应的结构设计,从而节省大量的人力物力。

但由于原料种类繁多,合成方式多样,加之聚合物本身结构的复杂性,给分析鉴定工作带来一定难度。而近年来由于现代仪器分析技术的广泛应用,使聚氨酯的定性分析更加快速、准确。

本研究建立了一种利用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)分析聚氨酯弹性体的原料及其配比的方法:首先利用IR确定聚氨酯弹性体的大致类型(如属于聚醚型聚氨酯还是聚酯型聚氨酯,分子内部是否含有苯环等),然后利用1H-NMR定性分析聚氨酯弹性体的原料(异氰酸酯、聚醚(酯)多元醇、合成聚氨酯用扩链剂等),最后再利用1H-NMR积分面积之比分析聚醚(聚酯)的分子量以及各原料的配比。

本研究将聚四亚甲基醚二醇(PTMG)与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)反应,得到聚氨酯弹性体样品,同时通过上述分析方法对其原料及配比进行分析。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,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。

扩链反应。将一定质量的预聚体加入三口烧瓶中,然后加入预聚体质量50%左右的丙酮,搅拌使其完全溶解。


4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),分析纯; 聚四亚甲基醚二醇(PTMG),Mn=2000,羟值54~57 mgKOH/g;聚四亚甲基醚二醇(PTMG),Mn=1 000,羟值107~118 mgKOH/g;1,4-丁二醇(BDO),分析纯。

仪器与设备:红外光谱仪,NICOLET 6700;核磁共振波谱仪,DRX-400。

本研究采用两步法来合成聚氨酯弹性体,即首先将异氰酸酯与聚醚多元醇预聚,之后加入合成聚氨酯用扩链剂进行扩链。实验分别采用分子量为2 000 和1 000的PTMG,与MDI和BDO反应(物质的量比为MDI:PTMG:BDO=2:1:1),得到两种聚氨酯弹性体样品,记为样品I和样品II。

将PTMG于110℃真空脱水2 h备用。称取一定量的MDI加入三口烧瓶中,在氮气保护下加热至75℃熔化,机械搅拌0.5 h;按配比加入PTMG,升温至80℃,真空下搅拌1 h得到预聚体。

向预聚体中加入预定用量的扩链剂BDO,在真空下搅拌均匀(约3 min)后倒入已预热的聚四氟乙烯模具中,于80℃下固化30 h即可得到聚氨酯弹性体样品。

红外光谱(IR)分析:采用红外光谱仪对试样进行检测。扫描次数32,分辨率4 cm-1,测定区间400~4 000 cm-1。 核磁共振氢谱(1H-NMR)分析:将聚氨酯样品溶于氘代N,N-二甲基甲酰胺中,采用核磁共振波谱仪进行测试。

考察聚氨酯弹性体的原料及其配比,首先须从IR分析入手。其中3 319 cm-1处是—OH和仲酰胺的伸缩振动吸收峰,2 700~3 000 cm-1是烷基的碳氢振动吸收峰。

而1529 cm-1处为仲酰胺的 “酰胺II峰”,即—C—N—H弯曲振动峰;1 309 cm-1处为仲酰胺的“酰胺III峰”,即包含C—N伸缩振动吸收和N—H弯曲振动吸收的混合峰,由这两个峰可以推测样品I中含有仲酰胺。

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4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)  http://www.yaruichemical.com