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聚氨酯(脲)弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-7 14:55:59
聚氨酯(脲)弹性体可用聚氨酯(脲)弹性体扩链剂合成,以异氰酸酯组分为甲组分、聚氨酯(脲)弹性体扩链剂组分为乙组分,采用喷涂施工工艺使两组分混合、反应生成的一种弹性体物质。

聚氨酯(脲)也叫杂合体(hybrid),俗称半聚脲。异氰酸酯既可以是芳香族的,也可以是脂肪族的。其中的甲组分是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的乙组分由聚氨酯(脲)弹性体扩链剂等组成。

在聚氨酯(脲)的生产过程中发生多种化学反应,其中异氰酸酯和羟基的反应;异氰酸酯和氨基的反应;异氰酸酯和水的反应是最重要的反应。前两个反应属“凝胶反应”,多元醇或氨基与多异氰酸酯反应生成高相对分子质量聚合物;后一个反应属“发泡反应”,异氰酸酯与水反应生成取代脲和二氧化碳。在聚氨酯(脲)生产过程中如何控制这几个反应的相对速度,是必须予以重视的问题。

异氰酸酯(A组分)A组分中异氰酸酯基团(—NCO)的含量(通常用NCO%表示)对生成弹性体的性能有着非常重要的影响。为了减少水分对喷涂弹性体的影响,一般选择半预聚物,少用纯异氰酸酯单体或预聚物。

采用预先合成预聚物的方法有助于喷涂弹性体总体性能的提高,在喷涂聚氨酯(脲)弹性体组成中,其NCO%变化范围在12%~16%之间,性能比较理想。其优点是:对空气中水分的敏感性低;生成的弹性体力学性能好;粘度低。

适合于喷涂作业体系中的异氰酸酯指数(NCOIndex)控制在1.05~1.20,这将有利于减少各种微量水分对材料性能的影响。如果异氰酸酯指数超过1.4,则由于多余的异氰酸酯和空气中水分反应,生成低相对分子质量的胺和二氧化碳,漆膜多气泡,抗拉强度降低,极易开裂。

异氰酸酯的结构影响硬段的刚性,因而异氰酸酯的种类对聚氨酯材料的性能有很大影响。



中文名称:4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA

中文别名:二(3-甲基-4-氨基-6-乙基)苯甲烷; 硬化剂MED; 4,4亚甲基双(2-甲基-6-二乙基苯胺)

英文名称:4,4'-Methylene-bis(2-methyl-6-ethylaniline)

4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺),扩链剂固化剂MMEA应用:聚氨酯弹性体、聚脲树脂固化剂及环氧树脂固化剂.

包装:25kg/桶



芳族异氰酸酯分子中刚性芳环的存在、以及生成的氨基甲酸酯键赋予聚氨酯较强的内聚力。对称二异氰酸酯使聚氨酯分子结构规整有序,促进聚合物的结晶,故4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比不对称的二异氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的内聚力大,模量和撕裂强度等物理机械性能高。

聚脲的关键原材料端氨基聚醚,是以聚醚多元醇为原料通过对其末端进行氨基化处理得到的。端氨基聚醚合成过程中不改变主链,从分子主链结构看端氨基聚醚和端羟基聚醚主链并无差异,即聚脲和半聚脲均有聚氨酯的“血脉”,都继承了聚氨酯的优点,两者的物理性能基本相同,但各有优劣。

1)聚脲的脲键极性较强,它有较高的拉伸强度、硬度和刚性,有较好的耐热性;但它的弹性、柔韧性较差,断裂伸长率较低。在相同的强度和硬度条件下,半聚脲有较好的弹性、较高的断裂伸长率和低温柔性,固化时间适中,对基材的浸润性好,有较高的粘结强度。

2)断裂伸长率和粘结强度是混凝土基材防护,特别是京沪高铁聚脲防护材料的最关键指标,故应用在京沪高铁上,高档半聚脲的物理性能优于聚脲。高铁桥面的高速重载、振动负荷,加剧了混凝土裂缝的扩展,故要求聚脲涂层有优异的抗混凝土桥面开裂性及对桥面裂缝的追随性,要求聚脲在具有高抗拉强度的同时,断裂伸长率要大、粘结强度要高。

在这3项指标中断裂伸长率最重要,因为在高铁桥面上,聚脲承受的是高速、重载、交变负荷,聚脲防护层的破坏是疲劳失效,而抵抗疲劳破坏最重要的性能是断裂伸长率。

聚脲和半聚脲的施工性能也是各有优劣,聚脲施工性方面的优越性并不明显,聚脲和半聚脲对施工环境的要求差别不大,都要求施工时基材温度高于露点温度3℃,环境平均温度5℃以上;相对湿度小于85%;基材含水率小于7%,表面不得有明水。经验证明,许多聚脲防护工程的质量问题,就是基材和施工温度不符合要求造成的。


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