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高硬度聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-19 22:15:26
本文介绍高硬度聚氨酯扩链剂合成的聚氨脂。实验中B组分中包含高硬度聚氨酯扩链剂和调节硬度的P650。实验固定mE-100:mE-300=1:1,逐步增大P650的质量份数,考察P650对聚氨酯硬度的影响。

高硬度聚氨酯扩链剂恒定不变,随着P650用量增大,聚氨酯的硬度在逐步降低,当EmE-100:mE-300:mP650=25:25:50时,聚氨酯硬度达到90A。高硬度聚氨酯扩链剂恒定实验中,由于P650分子中含有柔软的醚键,且不含苯环,相对E-100和E-300,P650与MDI形成的链段硬度较低。所以B组分中增加P650用量,可以有效降低聚氨酯的硬度。

MDI-50与MDI-100质量比对预聚体的影响。MDI-100与PTMG合成的预聚体,有很强的结晶倾向,在冬季很容易凝固。结晶的预聚体不仅在融化时需要浪费很长时间,而且给浇注设备维护带来一定困难。

本实验NCO质量分数设计为6.5%,调整MDI-50与MDI-100比例,合成4种MDI/PTMG预聚体物,考察MDI-50对预聚体结晶性的影响。

MDI-50的2,4′异构体含量为50%,从而有效降低了MDI分子的规整性,常温下MDI-50为液体。随着MDI-50含量增加,预聚体的粘度相应降低,当MDI-50与MDI-100质量比为2:8(H-3)时粘度降至2100 mPa﹒S,继续增大MDI-50用量,预聚体的粘度不再降低。

外观上看,随MDI-50的质量增多,预聚体的结晶性在下降,H-3在10 ℃下已不再结晶。由于MDI-50比MDI-100价格高,所以本实验选择H-3作为A组分预聚体。

E-100与E-300的摩尔对凝胶时间的影响。无模旋转浇注的核心技术是双组分浇注体系的凝胶时间:凝胶时间长,浇注料无法附着在辊面,容易滴料;凝胶时间短,浇注料在辊面还没有来得及铺展开就已经凝胶,形成山脊装的条纹。

当B组分为上节选定的mE-100:mE-300:mP650=25:25:50时,浇注料凝胶时间较长。实验固定P650的质量份数为50,通过改变E-100/E-300质量比来改变浇注的凝胶时间,达到旋转浇注最佳的工艺状态



甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)参考指标:

外观(25℃):无色或淡黄透明液体

色度≤1

粘度(mPa.s/25℃):5-15

胺值(mgKOH/g):850-900

活泼氢当量(g/ep):32

纯度(%)≥99.5

含水量(%)≤0.2

沸点(℃):213

比重(g/mm3):0.94

添加量(100份128树脂):16-17

甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)是一种带侧甲基的脂环胺单体,是一支新型的脂环胺类环氧树脂固化剂。

该产品可单独用作固化剂,还可与其他普通环氧固化剂(如:脂肪胺,脂环胺、芳香胺、酸酐等)或通用促进剂(如:叔胺、咪唑)混合使用,在宽广的温度范围类固化环氧树脂,适用于复合材料、涂料、胶粘剂和地坪等领域;可用于聚酰胺、聚酰亚胺等有机合成;可用于聚氨酯做胺类扩链剂,与异氰酸酯基形成脲键,提高产品的综合性能。



增大E-100与E300的质量比,产品的凝胶时间相应减小,滴料的现象逐步好转。这是因为E-100的反应活性比E-300高,所以在B料中凝胶时间主要由E-100的份数决定。当E-100的份数增大至30份,浇注料凝胶时间降到12 s,浇注料表面平整,连续浇注第2、3层聚氨酯也不会出现滴料现象。

继续增大E-100到40份,凝胶时间缩短为9 s,浇注料在接触辊面后迅速凝胶,造成浇注料无法在辊面展平,辊面从外观看有1~2mm山脊状隆起。数据还可以看出,不改变P650用量,只改变E-100与E300的质量比,对浇注的聚氨酯硬度影响不大。

MDEA对聚氨酯浇注的影响。MDEA与E-100的反应活性相当,但其分子含有两个苯环,由MDEA合成的聚氨酯强度高、耐曲挠性好。本实验对上节的B料配方3出调整,固定P650和E-300的质量份数,考察E-100与MDEA的质量比对浇注性能的影响及B料的储存稳定性。

可以看出增大MDEA的质量份数对浇注工艺影响不大,浇注料凝胶时间保持在12~13s,在辊面可以完全铺展开,并且无滴料,得到的聚氨酯硬度稳定在90A左右。增大MDEA的质量,拉伸强度逐渐增大,不加MDEA,拉伸强度达只有36 MPa,当mMDEA:mE-100=12:18时,拉伸强度上升到43Mpa。随着MDEA加入量增加,聚氨酯的伸长率先呈先增大后减小的趋势,mMDEA:mE-100=9:21时,拉伸强度达最大。

把B料静置7 d后,mMDEA:mE-100=12:18的配方发生明显分层,上层出现深褐色粘稠液体和针状结晶。这是由于MDEA分子易结晶,常温下MDEA为固体,当MDEA量增大后,已不能完全溶与B组分,部分MDEA逐渐析出结晶。

B-80、B-90、B-95配方设计和性能  根据B-90的配方设计思路,改变mMDEA:mE-100: mE-300:mP650比值,到其它硬度的B组分配方。


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