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聚脲材料胺类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-3-26 13:26:10
聚脲材料的固化反应是半预聚物同氨基聚醚与聚脲材料胺类扩链剂之间进行的反应,在高温时,还有半预聚物同脲基的副反应。聚脲材料胺类扩链剂在反应中起到了重要的作用。

1)半预聚物同端氨基聚醚和聚脲材料胺类扩链剂中的伯胺反应

由于氨基聚醚活性很高以及N原子的碱性, 反应不需要催化剂就在极短的时间内固化成型。因此, 喷涂聚脲弹性体可以在极为苛刻的条件下施工, 即使底材完全被水浸湿或空气中湿度很大时,SPUA材料仍没有发泡现象。甚至在很低的温度下如-20℃,SPUA材料仍会固化。

从分子结构分析, SPUA材料中的脲基呈现以C=O基团为中心的几何对称结构, 比聚氨酯材料的氨基甲酸酯基稳定, 所以聚脲材料的耐老化、耐化学介质、耐磨、耐核辐射和耐高温等综合性能优于聚氨酯。

2)半预聚物同仲氨基聚醚和聚脲材料胺类扩链剂中的仲胺反应

芳香族异氰酸酯与常规的氨基聚醚(如Jeffamine?系列)、聚脲材料胺类扩链剂(如Ethacure 100),反应速度极快, 通常凝胶时间小于3-5s, 因而存在对底材的润湿能力弱、附着力低、层间结合不理想、涂层表观状态差、涂层内应力大等一系列缺点。如果在SPUA配方中加人一部分仲胺基(尤其是位阻型)扩链剂(如Unilink?4200)或仲胺基聚醚, 可以把凝胶时间延长30至60s,涂层具有较好的流平性及附着力, 同时减少了涂层的内应力。

3)半预聚物的交联反应

SPUA材料要满足使用要求,常常需要在大分子之间形成适度的化学交联。它可以提高SPUA材料的撕裂强度、耐介质性能及压缩强度,降低压缩变形率,改善施工性能等。化学交联一般可以采用如下办法获得①官能度大于2的多异氰酸酯合成的半预聚物;②官能度大于2的氨基聚醚与半预聚物反应;③过量的异氰酸酯与脲基反应生成缩二脲交联。反应生成三维立体网状结构。



3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷(环脂胺固化剂扩链剂DACM,MACM)产品应用:产品性能与巴斯夫(BASF)的DMDC(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一样;用途如下:

1、用于环氧树脂固化剂(高档打磨,饰品胶);

2、环氧涂料固化剂(船舶漆,重防腐漆等工业建筑漆);

3、还氧复合材料固化剂(风力叶片固化剂,风力模具料固化剂,胶辊固化剂);

4、应用用于聚氨酯(PU),聚脲喷涂弹性体(SPUA)等的扩链剂,助剂;

5、应用于聚天门冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.

6、用于合成异氰酸酯,进一步制备成UV涂料、PU漆、透明弹性体及胶粘剂等,此外,也应用于聚酰胺和环氧树脂工业。

推荐用量:配合比100:32(相对于EEW=190环氧树脂),可使用时间400min(25° 150g)。



4)半预聚物同脲的副反应

半预聚物同氨基聚醚或胺类扩链剂反应生成脲基。在100℃以上, 异氰酸酯与脲基就有适中的反应速度, 生成缩二脲支链或交联。缩二脲基团的生成, 对弹性体的耐热性能、低温柔韧性以及力学强度等带来不利影响。

醇、胺等活泼氢化合物与异氰酸酯的反应活性顺序可归纳如下:脂肪族NH2 > 脂肪族NH > 芳香族N H2 > 伯OH > 水 > 羧酸 > 仲OH > 脲 > 叔OH > 氨基甲酸酯 > 酰胺。

脂肪族伯胺或仲胺与异氰酸酯的反应速度远远大于与水分的反应速度, 因而喷涂聚脲弹性体材料受环境湿度的影响小, 材料性能稳定, 不会产生发泡现象。

聚脲防水材料是喷涂聚脲弹性体(SPUA)是继高固体分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低(无)污染涂料之后,为适应环保需求而开发的一种新型无溶剂、无污染涂料, 聚脲弹性体是由多异氰酸酯(MDI),聚醚多元醇(R-OH),端氨基聚醚和扩链剂组成的嵌段聚合物。

目前建筑和桥面防水大多采用防水涂料与防水卷材相结合的方法,尽管能起到一定的防水效果,但也存在许多问题,如防水涂料与防水卷材之间的附着力不好、防水材料与混凝土表面的附着力不好、边角等处容易出现漏涂、卷材连接处不密实等,使得防水层在使用中经常出现漏水现象。
采用聚脲喷涂弹性体取代其它传统的桥面防水层,不仅解决聚氨酯防水涂料与防水卷材之间粘结不好、卷材之间的搭接、防水涂料的封边以及施工周期长和防水涂料在施工中的对环境污染等技术难题,而且环境适应性好、施工速度快,可使整个防水层成为一个整体,完全防止有害介质的浸入,极大地延长桥梁结构的使用寿命。

聚脲弹性体材料涂层连续、致密、无针孔、无接缝,一次成膜厚度大,因而在酸、碱、盐、地下和海洋等恶劣环境条件下,表现出优异的重防腐性能。配合先进的施工工艺,使得该材料在化工储罐衬里、隧道、海洋钢结构和混凝土结构等领域,有着广阔的应用前景。


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