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交联扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-2 15:06:44
聚四氢呋喃又称聚四亚甲基醚二醇(PTMG),化学结构式HO[(CH2)4O]nH,是由四氢呋喃开环聚合得到的端伯羟基直链均聚醚。

为了使制品物性优良,正品率高,重复性好,常采用预聚体法工艺生产CPU:先将聚醇和异氰酸酯进行预聚反应,制成端NCO基的聚氨酯预聚体,再与交联扩链剂反应制成CPU。由于反应分两步进行,扩链反应时放热低,反应速度易于控制,制得的聚氨酯分子链段排列比较规整。

目前工艺最成熟、技术最可靠的是采用TDI预聚体以MOCA、作为交联剂的生产方法。由预聚体中-NCO的多少来调节制品硬度。因为以MOCA为交联扩链剂时,扩链系数(NH2和NCO的摩尔比)为0.85-0.95,即其交联扩链剂配比计量精度稍有误差时,对制品物性影响较小。

原料:PPG聚氧化丙烯二醇(聚丙二醇)。聚醚多元醇分子结构中,醚键内能较低,并易于旋转,故由它制备的聚氨酯材料低温柔性佳,耐水解性优良,但机械性能不如聚酯型聚氨酯。

该聚合物分子排列紧密,密度高,由于它具有醚键,因而具有良好的柔顺性和耐水解性;它不含不饱和键,因而具有耐老化性能。常用PTMG相对分子量为600-5000,随相对分子量增加,室温下其状态由粘稠状液体变化为蜡状固体。

聚氨酯弹性体常用相对分子量为650,1000的PTMG。(相对分子量1800,2000的PTMG常用于生产氨纶)由于PTMG制成的聚氨酯弹性体具有较高模量和强度,优异的耐水解性、耐磨性、耐霉菌性、耐油性、动态性能、电绝缘性能和低温柔性等,特别适合用于汽车配件、电缆、薄膜、医疗器材、高性能胶辊、耐油密封体以及用于水下、地下、矿井及低温场合的制品。 

工艺和原料。软段相对分子量(Mn)对弹性体物性的影响:聚氨酯弹性体是由相对分子质量大的聚醇软段和相对分子质量低的二异氰酸酯与二胺或二醇合成的硬段所构成的弹性体。软段提供弹性体的韧性、弹性和低温性能;硬段贡献弹性体的刚性、强度和耐热性能。



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。


PTMG(Mn=1000)的CPU硬度、拉伸强度、300%的定伸应力和撕裂强度均大于PTMG(Mn=1500和Mn=2000)的CPU。其主要原因是当预聚体中的NCO基质量分数相同时, PTMG1000-CPU加入TDI的数量相对比PTMG2000-CPU多,即CPU中硬段含量增加,使弹性体中苯环、脲基、脲基甲酯基和氨基甲酯基增加,导致1000-CPU的硬度、拉伸强度和撕裂强度提高。(2000-CPU的冲击弹性优于1000-CPU)。

在PTMG结构中,醚键之间是4个碳原子的直链烃基,偶数碳原子的烃基互相排列紧密,分子间的引力太,故PTMG类CPU不仅具有良好的低温弹性和耐水解性能且机械强度也很高。由PTMG制得的预聚体在加工温度下粘度较低,釜中寿命较长,有较佳的加工成型性能,是一种高档的CPU。

但因PTMG价格较贵,使其应用受到一定限制。近年来我国聚四氢呋喃生产得到飞速发展,预计2007.;年我国聚四氢呋喃的总产能将达到15.5万吨/年,超过美国的10.7万吨/年,成为世界第一大聚四氢呋喃生产大国。预计我们四氢呋喃型聚氨酯弹性体将会快速发展。

以四氢呋喃一氧化丙烯共聚醚TDI及MOCA为原料可生产浇注型透声胶。它无硫、透明、透声,用作水声换能器的透声包复时,可展宽平坦部份的频带,降低起伏,避免或降低因使用多层声学材料而引起的灵敏度损失等弊病,可提高水声装备的可靠性,并能简化水声系统的结构设计。

添加PPG对PTMG弹性体的影响,为了降PTMG、弹性体的硬度和原料成本,常在PTMG聚醚中加入部份PPG聚醚。添加PPG质量分数5~25%时,物性下降不明显,当掭加PPG达到40%以上时,则CPU的硬度和拉伸强度明显下降。

而原料体系粘度低,易与异氰酸酯反应生成线型聚氨酯。相对分子量为1000和2000的PPG,国内俗称210聚醚和220聚醚。

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