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浇注聚氨酯弹性体二胺扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-12 19:50:08
以聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA),甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成聚酯型聚氨酯预聚体,分别用浇注聚氨酯弹性体二胺扩链剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、浇注聚氨酯弹性体二胺扩链剂二氨基二甲硫基甲苯(DADMT)和浇注聚氨酯弹性体二胺扩链剂2,4-二氨基-5-巯基甲苯(TX-1)合成聚氨酯弹性体,比较了这3种扩链剂对浇注工艺性能及弹性体的物理机械性能的影响。

实验结果表明,DADMT和TX-1两种扩链剂得到的聚氨酯弹性体与扩链剂(MOCA)得到的聚氨酯弹性体的力学性能相当,TX-1是一种能在常温下与预聚体进行固化反应的扩链剂,可以替代MOCA用于浇注型聚氨酯弹性体。

泡沫稳定剂在聚氨酯泡沫制备中的作用。具有乳化作用,使泡沫物料各组分间的互溶性增强;加入有机硅表面活性剂后,由于它大大降低了液体的表面张力γ ,气体分散时所需增加的自由能减少,使分散在原料中的空气在搅拌混合过程中更易成核,有助于细小气泡的产生,提高了泡沫的稳定性。

加入适当的表面活性剂有利于生成细微的气泡分散体。开孔泡沫形成机理:大多情况是在气泡内产生最大压力时由于凝胶反应形成的泡孔壁强度不高,不能承受气体压力升高引起的壁膜拉伸,气泡壁膜便被拉破,气体从破裂处逸出,形成开孔泡沫。

闭孔泡沫形成机理:对于硬泡体系,由于采用多官能度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯反应,凝胶速度相对较快,在泡孔内气体不能挤破泡壁,从而形成以闭孔为主的泡沫塑料。

物理发泡剂:物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化,即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的


化学发泡剂:化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体,并在聚合物组成中形成细孔的化合物

在聚氨酯泡沫塑料配方设计或表达时通常以100质量份多元醇为基准,配方其余组分则一般表示为“份/100份多元醇”,或直接表示为多少份。

软泡所用的多异氰酸酯以TDI为主,所需TDI的单元用量设为M1T,硬泡以及部分冷熟化模塑软泡等采用粗MDI(即PAPI),设其单元用量为M1M 。



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。


Q为多元醇的羟值,M和f分别表示多元醇的分子量和平均官能度,174.1和2分别是TDI的分子量和官能度,NCO%和42分别是异氰酸酯中的NCO质量分数(可稍有差异)和NCO的摩尔质量。若采用PAPI,则可异氰酸酯的NCO%质量分数为0.30左右),进行各项计算。

计算每份水所需消耗异氰酸酯的用量

M2T =(1/18.02)×174.1=9.67

M2M =(1/18.02)×2/(0.30/42)=15.54

式中,M2T和M2M分别表示每l份水所需TDI和PAPI的用量,18.02是水的相对分子质量,根据反应方程式,1个水分子消耗2个NCO(如1个TDI分子)。配方中化学发泡剂水的用量一般指总的水用量,除加入的水外,还包括聚醚多元醇及其它组分所含的水分。

计算整个配方所需异氰酸酯的用量。把每质量份含活性氢原料所需消耗的异氰酸酯分别乘以实际用量,加和后乘以异氰酸酯指数即得整个配方所需异氰酸酯的用量。

例如,在软泡生产中,一次用68kg多元醇(羟值56mgKOH/g,含水分0.1%),配方中加水3份/l00份多元醇,不计其它助剂消耗的TDI,TDI指数为105,TDI纯度以l00%计,则TDI的用量为: 

软质聚氨酯泡沫的制备方法分为一步法和预聚体法。水平发泡特点:边膜提升法:该方法在原始水平发泡机基础上增加了向上牵引侧纸装置,使泡沫边缘与中部同步上涨发泡,从而制得接近平顶的泡沫块。平衡压板法:特点是采用了顶纸和顶部盖板。溢流槽法:特点是采用溢流槽和传送带降落板。

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