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聚脲用新型扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-26 10:32:20
本文介绍聚脲用新型扩链剂

聚脲技术是继水性涂料、粉末涂料和金属涂料后又一重大突破,具有反应快、机械强度高和防水性能优异的特点。然而固化过快使得涂层不连续、分层;而且目前的聚脲技术多以溶剂型或者无溶剂型为主,水乳型的聚脲报道较少。

合成两种新型二元胺作为聚脲用新型扩链剂合成聚脲,延长固化时间、提高力学性能;在聚脲中引入亲水性单体,用甲基丙烯酸羟乙酯封端,然后与丙烯酸酯聚合得到聚脲复合乳液。

聚脲用新型扩链剂实验中,用N-乙基-3,6-二氨基咔唑合成聚脲:以咔唑为原料,经过溴乙烷烷基化,硝酸硝基化,锡粒还原合成N-乙基-3,6-二氨基咔唑,通过红外、核磁进行表征,然后与预聚体反应生成聚脲。研究了聚脲的凝胶时间、吸水率、机械强度、耐腐蚀性能。

当预聚体中NCO由5%增大为25%时,凝胶时间由86s降低为43s、聚脲吸水率由12.1%降低为4.9%、拉伸强度由12.3MPa增加到21.2MPa、断裂伸长率由532%降低为260%,经3%的氯化钠溶液浸泡后,拉伸强度下降了1.7%,断裂伸长率下降幅度为5.1%。 

2,5-二(4'-氨基苯基)-1,3,4-噁二唑为扩链剂合成聚脲以对氨基苯甲酸和水合肼为原料,合成2,5-二(4'-氨基苯基)-1,3,4-噁二唑,然后与聚脲预聚体反应制备聚脲。

当预聚体中NCO由5%增大为25%时,凝胶时间由124s降低为40s、聚脲吸水率由13.3%降低为6.5%、拉伸强度由11.2MPa增加到20.1MPa、断裂伸长率由590%降低为280%,经过腐蚀后,拉伸强度下降了1.5%,断裂伸长率下降幅度为3%。

丙烯酸酯-聚脲复合乳液 以2,4-二异氰酸甲苯酯、D-2000和二羟甲基丙酸(DMPA)聚合得到聚脲预聚体,然后用甲基丙烯酸羟乙酯进行封端,起架桥作用连接丙烯酸酯和聚脲,乳化得到乳液,后与丙烯酸酯发生双键聚合得到复合乳液。

确定最佳工艺为R0为4~4.5、Rt为1.5时,乳液稳定性好;随着二羟甲基丙酸增加,其吸水率和黏度增加,当含量为7%时,黏度和吸水率适中;丙烯酸酯含量为30%时,力学性能最佳,拉伸强度为25.6MPa,断裂伸长率为462%;涂膜的初始分解温度为200℃,最终分解温度为400℃;经过质量分数为3%的氯化钠溶液浸泡后,拉伸强度和断裂伸长率均下降2%。

喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术是在RIM技术的基础上发展起来的,正如聚氨酯(脲)RIM技术的发展经历了纯聚氨酯、聚氨酯(脲)到聚脲三个阶段一样,喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术也经历了三个阶段。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


在聚氨酯体系中,为了提高反应活性,必须加入催化剂,聚脲体系则完全不同,它使用了端胺基聚醚和胺扩链剂作为活性氢组分,与异氰酸酯组分的反应活性极高,无须任何催化剂,即可在室温(甚至0℃以下)瞬间完成反应,从而有效地克服聚氨酯弹性体在施工过程中,因环境温度和湿度的影响而发泡,造成材料性能急剧下降的致命缺点。各反应的化学方程式如下:

聚氨酯反应:R-NCO+R′OHRHNCOOR′

聚脲反应:R-NCO+R′NH2RNHCONHR′

异氰酸酯与水的反应:R-NCO+H2ORNHCOOH

RNHCOOHRNH2+CO2↑(气体)

采用MCDEA以及常用扩链剂分别与不同NCO含量PTMG体系的预聚体反应,制得聚氨酯弹性体。将聚氨酯弹性体放入酸液、碱液中,一定时间以后取出,首先进行外观检查,再进行重量测定分析。通过分析各平行试验的增重率,得到各组试验体系耐酸液和碱液的性能。结果表明,以MCDEA作为扩链剂,不同NCO含量的预聚体,氨酯弹性体耐酸碱性显著提高。

以咔唑为原料合成了新型扩链剂N-乙基-3,6-二氨基咔唑;将其与端氨基聚醚和甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)经溶液聚合合成了新型聚脲;采用红外光谱表征了新型扩链剂和聚脲的结构.结果表明,以N-乙基-3,6-二氨基咔唑作为扩链剂合成聚脲时,随异氰酸酯质量分数的增加,凝胶时间逐渐变短;所制备的聚脲的拉伸强度达25MPa,断裂伸长率降低为105%. 

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4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)  http://www.yaruichemical.com