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聚氨酯的预聚体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-3-27 13:43:15
以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚环氧丙烷醚二醇(PPG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性聚氨酯的预聚体扩链剂合成了聚氨酯预聚体,再经过不同小分子聚氨酯的预聚体扩链剂扩链、乳化制备水性聚氨酯(WPU)乳液,然后与自制交联剂HM交联成膜。

研究了不同聚氨酯的预聚体扩链剂对聚氨酯乳液稳定性及涂膜力学性能的影响。结果表明,以脂肪族二醇扩链的WPU乳液的外观好于芳香族二酚,而芳香族二酚扩链的WPU涂膜力学性能优于脂肪族二醇。

大多数水性聚氨酯产品可室温干燥固化,通过适当的热处理,一般都可提高胶膜的强度和耐水性。热处理能促使成盐剂挥发,使热塑性聚氨酯的分子链段排列紧密,冷却后形成更多的氢链,从而提高内聚力和粘接强度。 交联型水性聚氨酯,加热通常使基团之间发生化学反应,形成交联结构,从而提高耐水、耐热性能。

环氧树脂共混改性水性聚氨酯的红外光谱图,其1732cm-1 处的吸收峰归属于氨基甲酸酯基中羰基的吸收峰,832cm-1 处是不受其他基团特征峰干扰的环氧基团的特征峰,它证明了共混改性水性聚氨酯中环氧基团的存在。

出了GM210、PU预聚体和3#样品的红外光谱图。在GM210中,3474cm-1左右处的峰为O—H键的伸缩振动峰,2970cm-1,2867cm-1左右处的峰是饱和C—H键的伸缩振动峰,1089cm-1左右处宽而强的峰是醚键C—O—C的伸缩振动峰。

环氧树脂E244改性水性聚氨酯乳液,其综合性能共聚法优于共混法。在60~80℃温度下进行扩链反应,既能保证OH与NCO的反应,又能抑制副反应的发生。在相同条件下,乳化温度较低,有利于制得粒径细小的稳定乳液。



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)包装存储: 钢桶,180kg/桶。远离火源、热源,避光。保存在密闭容器中,贮存于低温、干燥、通风良好的地方,远离强氧化剂、酸类等不相容物质。按易燃化学品、腐蚀品贮运。

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)。



在PU预聚体的红外光谱图中,3300cm-1左右处的峰是N—H键伸缩振动峰,2868cm-1,2971cm-1左右处的峰是饱和C—H键的伸缩振动峰,在2268cm-1左右处出现的强峰是异氰酸酯基的特征峰,表明PU预聚体链端的异氰酸酯基未被完全封端。1730cm-1左右处的吸收峰为氨酯键中羰基特征峰。1104cm-1左右处的吸收峰为醚键C—O—C的特征峰。

将GM210、PU预聚体的红外谱线进行对比,GM210中3474cm-1左右处的聚醚的O—H峰在PU 预聚体中已不存在,而PU预聚体中3300cm-1左右处多了一个吸收峰(羟基与异氰酸酯基反应生成了N-H峰),且在2268cm-1左右处还多出了一个强峰(此峰为反应引入的异氰酸酯基-NCO特征峰),1730cm-1左右处氨酯键中羰基特征峰基本没有变化。

同时在1387~1607cm-1之间出现了一组峰(为TDI中苯环的特征峰)。由此可见,预聚体中既含氨基甲酸酯键,又含—NCO基,说明TDI已与聚醚二元醇两端的羟基发生反应,又因TDI中两个—NCO集团反应活性相差将近10倍,且在制备过程中TDI过量,因而主要产物是端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,而不是线型聚氨酯大分子。

对比PU预聚体和3#曲线,可以看出PU预聚体中2268cm-1处的异氰酸酯基-NCO特征峰在3#样品中已经完全消失,结合文献,可以推测,扩链剂1,4-丁二醇与PU预聚体发生反应: OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NCO+HO-R′-OH→OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NHCOO-R’-OH 同时,可能进一步反应,形成脲基甲酸酯和缩 二脲: OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NCO+RN2HCOOR″→OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NHCONRCOO″ OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NCO+RN2HCONHR″→OCN-R-NHCOO~OCONH-R-NHCONRCONHR″

比较4#样品及TDE-85和PU预聚体的红外图谱,可以发现,PU预聚体中2270cm-1左右处异氰酸酯基-NCO的特征峰在4#样品中已完全消失,TDE-85中的908cm-1左右处的环氧基特征峰在4#样品中也基本消失,同时1180cm-1处的醚键特征吸收峰强度也明显减弱,结合文献可以推测在本实验条件下,4#样品中的TDE-85和PU预聚体发生如下反应: 即异氰酸酯基—NCO与环氧基反应生成烷酮结构的聚合物。


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