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聚脲用酰胺扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-1 11:59:56
本文介绍聚脲用酰胺扩链剂

制备了聚脲用酰胺扩链剂二乙酰乙二胺、二乙酰己二胺和二乙酰间苯二胺,与原扩链剂进行对比,聚脲用酰胺扩链剂位阻大,大大延长了聚脲凝胶时间,且不降低合成聚脲的力学性能。通过改变扩链剂的种类 和用量调整聚脲体系配方,建立了不同凝胶时间的聚脲扩链剂复配体系,实现了喷涂聚脲弹性体凝胶时间的预设控制。

聚脲材料一般是由高活性端氨基聚醚和多元胺扩链剂与多异氰酸酯反应制备而成,而氨基与NCO基团间的反应速度很快,使得聚脲难于成型加工。20世纪90年代初出现的反应喷涂成型技术使反应速度极快的聚脲体系得以发展和应用[1,2],研究的重点在于喷涂成型工艺和材料的力学性能,较少研究聚脲的结构与性能的关系。

陈竹生报道了由溶液法合成芳香族聚脲,并研究了它们的结构与性能;Lin等用端氨基聚醚和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成了不含硬段的脂肪族聚脲,并研究了它们的表面电阻与结构的关系。

不用氨基封端的聚醚多元醇合成的聚氨酯脲由于成本较低,具有很大的应用前景。迄今为止,已有大量对芳香族聚氨酯脲的结构与性能的报道[5~8]。Wang等研究了PEG/HMDI/EDA脂肪族聚氨酯脲体系中加入LiClO4前后结构与性能的变化;Wen等]则报道了加入LiClO4后水溶性的脂肪族聚氨酯脲的内部相结构的变化。而真正以喷涂成型工艺为背景的脂肪族PPG/IPDI/扩链剂的体系聚氨酯脲的微观结构与性能的关系少有报道。

由于脂肪族聚氨酯脲和聚脲还具有良好的低温性能,故研究适用于反应喷涂成型脂肪族聚氨酯脲和聚脲的结构与性能间的关系均具有重要意义。本文用端氨基聚醚或聚氧化丙烯二元醇和不同扩链剂与IPDI反应,合成了不同结构的脂肪族聚氨酯脲和聚脲,研究了不同结构的扩链剂对聚氨酯脲和聚脲微观结构与力学性能的影响。
原料及精制。二官能度的聚氧化丙烯二醇(GE220)由高化三厂提供,羟值为56mgKOH/g,使用前110℃下真空干燥3h。两官能度的端氨基聚氧化丙烯(JeffamineD2000)由Huntsman公司提供,数均分子量为2000,使用前在100℃下真空干燥3h。



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。



IPDI和异佛尔酮二胺(IPDA)由德国Degussa-Hüls公司生产,IPDA用NaOH干燥24h后减压蒸馏,收集130~131/666Pa℃的馏分。无水乙二胺(EDA)为上海化学试剂公司产品,分析纯,使用前用NaOH干燥24h后常压蒸馏,收集116~117℃的馏分。己二胺(HDA)化学纯,使用前在80~90℃之间真空脱水。二甲基甲酰胺(DMF)化学纯,使用前用无水硫酸镁干燥24h后减压蒸馏,收集54~55/1333Pa℃的馏分,然后用0。4nm分子筛干燥备用。

聚氨酯脲和聚脲的合成将GE220和IPDI混合后,滴加催化剂二丁基二月桂酸锡(其含量为1。0×10-4g/gGE220)后缓慢升温至85℃下反应,直至体系的NCO含量达到理论值,得到端NCO基预聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80测定。将端NCO预聚物溶解在DMF溶剂中(质量分数为40%),加入计量的质量分数为25%的扩链剂的DMF溶液,然后在室温下搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中,在50~60℃下挥发溶剂并继续反应24~36h。

最后在0。1MPa真空度和80/1h℃,110/3h℃条件下挥发溶剂并继续反应至恒重,得到厚度为1mm左右的聚氨酯脲试样。将JeffamineD2000室温滴加到IPDI中后,缓慢升温至85℃下反应,直至体系的NCO含量达到理论值,得到端NCO基预聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80测定。

将端NCO预聚物溶解在DMF溶剂中(质量分数为40%),加入计量的质量分数为25%的扩链剂的DMF溶液,然后在室温下搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中,后续反应工艺与条件同聚氨酯脲,得到厚度为1mm左右的聚脲试样。分别合成了IPDA,EDA,HDA三种不同扩链剂扩链的聚氨酯脲和聚脲试样,它们的化学组成均为:IPDI∶GE220(或JeffamineD2000)∶扩链剂=1。05∶0。39∶0。61(物质的量比)。


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