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聚氨酯(脲)弹性体用含硫芳香族二胺扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-19 11:01:00
本文介绍聚氨酯(脲)弹性体用含硫芳香族二胺扩链剂

扩链剂的结构对聚氨酯(脲)弹性体的性能有很大的影响。为克服传统扩链剂如1,4-丁二醇(BDO)和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)的使用缺陷,开发了性能优越的二氨基二甲硫基甲苯(E-300)扩链剂,但它因价格较高而未在国内得到广泛的应用。

国内开发了结构和性质与E-300相近的聚氨酯(脲)弹性体用含硫芳香族二胺扩链剂,主要包括2,4-二氨基-5-巯基甲苯(TX-1)、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2)、2,4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯(TX-3)和亚甲基双邻甲硫基N-甲基苯胺(TX-4)等。聚氨酯(脲)弹性体用含硫芳香族二胺扩链剂的结构、性质及其在合成聚氨酯(脲)弹性体中的应用,同时简单介绍了TX-1、TX-3和TX-4的结构、性质及应用。用聚氨酯(脲)弹性体用含硫芳香族二胺扩链剂制备的弹性体的力学性质可与E-300体系的弹性体相媲美,且价格明显低于E-300,因而具有成本优势。

在聚脲用扩链剂中,最常用的液体聚脲用扩链剂是DETDA,它的反应活性很高,在某些要求喷涂时凝胶不宜太快的场合不能单独使用。

若体系的凝胶时间短,雾滴喷到物体表面时来不及扩散就已凝胶,就很难得到光滑的涂层。芳香族二胺类聚脲用扩链剂对凝胶时间及弹性体性能的影响,其中A组分为液化MDI与聚醚三醇合成的半预聚体,NCO%=14.0%。

随着聚氨酯涂料及聚氨酯弹性体应用领域的不断扩大,传统的涂装工艺在实际应用中遇到不少困难,如一些建筑涂层,矿山机械的高耐磨涂层以及一些特殊场合,需要涂层厚度达几毫米甚至十几毫米,若采用手工刮涂,效率低而且外观差,遇到复杂结构更是难以施工。另外,由于人们对环保的日益重视,传统的溶剂型聚氨酯涂料的使用越来越受限制。

正是在这种情况下,无溶剂喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术被开发成功。该工艺属快速反应喷涂体系,原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单,可很方便地在立面、曲面上喷涂十几毫米厚的涂层而不流挂,因此可部分取代溶剂型聚氨酯涂料,在某些领域还可替代浇注弹性体工艺,是一种新型聚氨酯成型工艺。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


聚脲涂料又叫喷涂聚脲弹性体,属于聚氨酯弹性体的一种,因此这里对聚氨酯弹性体作一个简单介绍。

所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温,断裂伸长率>50%,外力撒除后复原性比较好的高分子材料。

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类,其原材料品种繁多,配方多种多样,可调范围大。聚氨酯弹性体硬度范围宽,低至邵A10以下的低模量橡胶,高至邵D85的高抗冲击弹性材料。所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽,是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。

聚氨酯化学结构的特性是其大分子主链中含有重复的氨基甲酸酯链段。聚氨酯大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(亦称软链段或软链)和玻璃化温度高于室温的刚性链段(亦称硬链段或硬段)嵌段而成的。低聚物多元醇(如聚醚、聚酯等)构成软链段,二异氰酸酯和小分子扩链剂(如二胺和二醇)构成硬链段。

在聚氨酯弹性体分子结构中,软链段占的比例比较大,约50%~90%,硬链段约占10%~50%。由于硬链段的极性强,相互间引力大,硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,即不相容性。所以硬链段容易聚集一起,形成许多微区,分布于软段相中。这种现象叫微相分离。微相分离是聚氨酯弹性体物理结构的特征。

喷涂聚氨酯(脲)体系的化学原理。反应注射成型(Reaction Injection Molding, 简写为RIM)技术是在用聚氨酯硬脂泡沫塑料工艺制备家具等的基础上发展起来的。RIM是直接从低粘度的单体或齐聚物制造复杂制品的一种工艺技术。这些单体或齐聚物在注入模腔前瞬间碰撞混合,相互活化,在模腔中通过交联反应或相分离快速固化,形成固体聚合物制品。

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