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HTPB/IPDI系聚氨酯用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-26 17:53:26
本文介绍HTPB/IPDI系聚氨酯用扩链剂

借鉴橡胶硫化反应的测定方法,采用无转子硫化试验机对不同HTPB/IPDI系聚氨酯用扩链剂

对聚氨酯的扩链反应过程进行了流变学分析,利用AFM考察了材料的微观结构。

结果表明,不同反应活性的HTPB/IPDI系聚氨酯用扩链剂导致了HTPB/IPDI 系聚氨酯反应流变性的极大差异,1,4-丁二醇扩链反应t100为13 046 s,3,3'-二乙基-4,4'-二苯基甲烷二胺需要3 958 s反应完全,脂肪族二胺D-230凝胶非常快,仅758 s完全固化。

提出聚氨酯软/硬段的热力学不相容性、反应流变性及链段的运动能力是决定聚氨酯微观结构的3个因素的观点,并通过3种聚氨酯不同微观结构形成 因素的分析验证了该观点的正确性。

将小块聚氨酯脲或聚脲试样溶解在DMF中(质量分数为10%左右),将此溶液涂在KBr盐片上干燥后用Nicolet 5DXC FTIR仪测定其红外光谱。 测试条件为: TGS检测器,4 cm-1分辨率,扫描32次。DSC测试: 称取5~10 mg聚氨酯脲或聚脲试样,用TA Modulated DSC2910差示扫描量热仪,在-120~300 ℃范围内氮气气氛下进行扫描测试,升温速率为20 /min。℃。

力学性能测试: 将聚氨酯脲或聚脲试样按照GB1690-82裁成标准试样,用岛津AG-2000A材料力学测定仪在25 ℃下进行测试, 拉伸速率为50 mm/min。 聚氨酯脲和聚脲的硬度按照ASTM D2240-85用LX-A型邵氏橡胶硬度计进行测试。 测定撕裂强度时先按照ASTM D624-81裁成C型标准试样, 然后用岛津AG-2000A材料力学测定仪在25 ℃下进行测试, 拉伸速率为500 mm/min。 聚氨酯脲或聚脲试样吸水性根据GB1034-86测定。



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。



不同扩链剂合成的聚氨酯脲和聚脲的DSC曲线, 所有聚氨酯脲和聚脲的DSC图谱中均在-54~-50℃区域内出现二级转折,以及在150~250 ℃之间出现吸热峰(Tm),前者为聚氨酯脲或聚脲中软段相的玻璃化转变温度(Tg),后者可能与聚氨酯脲或聚脲硬段微区中某种有序结构的解离有关。IPDA扩链聚氨酯脲和聚脲的Tg值均要高于EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲,说明它们软段相和硬段相的混合程度要比EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲要好。IPDA扩链聚氨酯脲和聚脲的Tm值高于EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲的Tm值, 但吸热峰的热焓值(ΔHm)较低。 

前者可能归因于IPDA扩链的聚氨酯脲和聚脲中硬段刚性较好,导致其有较高的Tm值; 后者可能是因为EDA和HDA分子结构比较对称,从而使它们形成的硬段容易规整地折叠在一起,形成更加好的有序结构,导致EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲有较高的ΔHm值以及较差的软段和硬段相混合程度。

IPDA扩链的聚氨酯脲和聚脲的Tg范围也要宽于EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲,由于软段相的Tg范围是和体系中相界面的宽窄成正比,所以DSC扫描结果表明,IPDA扩链的聚氨酯脲和聚脲的相界面要比EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲要宽,即说明它们软段和硬段的相混合程度要比EDA和HDA扩链的聚氨酯脲和聚脲要好。从以上的分析可看出,不同扩链剂对聚氨酯脲和聚脲的影响是类似的。

在聚氨酯脲和聚脲体系中NH和羰基或醚键会形成氢键,特别是硬段中的NH和羰基间形成氢键的强弱直接影响到体系中硬段的有序结构, 因此我们用FTIR考察了扩链剂对聚氨酯脲和聚脲氢键的影响。

为了定量研究氢键化程度,着重研究羰基区域的FTIR谱图,可以观察到在聚氨酯脲和聚脲的羰基区分别在1630~1720 cm-1和1630~1690 cm-1中存在多重谱带。羰基区进行自解卷集后得到5~6个峰,对应于氨酯羰基或脲羰基形成氢键的不同状态。

DADMT或TX21固化体系,混合前预聚物预热温度可为40~50℃,扩链剂温度20~30℃或者常温,凝胶时间一般在7~9min,随温度升高,凝胶时间逐渐缩短。

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