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聚氨酯含氟扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-2 11:43:52
本文介绍聚氨酯含氟扩链剂

利用迈克尔加成反应合成了一系列氟链长度不同的聚氨酯含氟扩链剂二元醇,并将其接入聚氨酯中,从而合成了一系列在支链上含有氟原子的新型聚氨酯。

通过IR对含氟二元醇及含氟聚氨酯进行了表征,并对含氟聚氨酯的表面性能与热性能进行了研究。聚氨酯含氟扩链剂实验结果表明:氟元素的引入大大增强了聚氨酯膜的耐水拒油性,耐化学品性,同时提高了聚氨酯的热性能;氟链越长,聚氨酯的表面性能越好,具有优良的耐化学品性,同时热性能也有很大提高。

含氟聚氨酯是一类具有特殊功能的高分子材料,由于氟的引入既保持了聚氨酯原有的特性,又可赋予其卓越的耐候性、耐化学介质性、较高的使用温度、抗污染性和低摩擦性。合成了一种含氟二元胺即2,2一双[4一(4一氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAPF6P),并以此含氟二元胺聚氨酯扩链剂,合成了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯弹性体(FPtJE)。

原料。2,2一双(4一羟基苯基)六氟丙烷全氟双酚A,化学纯;对氯硝基苯,化学纯;甲苯二异氰酸酯(TDI一80),工业级;聚四氢呋喃二醇(PTMC;),聚合级,数均分子量为1000,使用前在120~C真空预干燥3h;N,N一二甲基甲酰胺(DMF),分析纯;85%水合肼、乙二醇单甲醚、1,4一二氧六环、甲醇、乙醇、盐酸、氨水和碳酸钾,化学纯。

含氟二元胺聚氨酯扩链剂及弹性体的合成:含氟二元胺聚氨酯扩链剂的合成将 O.3mol 2,2一双(4一羟基苯基)六氟丙烷、O.64mol对氯硝基苯、0.66mol K2C03和600ml DMF一次投入装有搅拌器、温度计及回流冷凝管的1000ml四颈瓶中,边搅拌边逐渐加热升温至145℃左右,反应12h后将反应物冷却过滤。

在快速搅拌下将滤液倒人600ml甲醇中沉淀,充分搅拌1h后抽滤,并用去离子水反复洗涤沉淀,最后再用甲醇洗涤一次。产物在60℃真空干燥箱中干燥24h,得淡黄色粉末状的2,2一双[4一(4一硝基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BNPF、6P),产率为90%。

在装有搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的500ml四颈瓶中加入80g BNPF6P、10g活性炭、1.3g FeCl3·6H20和270m1乙二醇单甲醚。在搅拌下加热升温至100℃,在此温度下搅拌0.5h使BNPF、6 P充分溶解。



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。



然后用恒压滴液漏斗向反应瓶中缓慢滴加85%水合肼130ml。滴加完毕后将体系温度控制在105~110~C反应10h。将反应液冷却至40~50℃后过滤,滤渣用温热的乙二醇单甲醚洗涤一次,将滤液转入烧杯中以300ml 20%盐酸中和,产生白色的二胺盐酸盐沉淀,然后再加入氨水调节pH至11~12为止。

将沉淀物过滤并用去离子水反复洗涤至中性,以无水乙醇重结晶提纯,置于60~C真空烘箱中干燥24h,得灰色粉末状产物2,2一双[4一(4一氨基苯氧基)]苯基六氟丙烷(BAPF6P),其熔点为162.5℃,产率为74%。

含氟聚氨酯弹性体的合成:将干燥后的50g PTMG加到150ml三颈瓶中,在N2保护下搅拌,将TDI加到PTMG中,在70~80~C反应约3h,得含氟聚氨酯预聚体并测定预聚体中NC0含量。将BAPF6 P溶解在l,4一二氧六环中,控制固体量为30%。

在室温下按扩链系数为0.90将BAPF6P溶液缓慢加入聚氨酯预聚体中,充分搅拌10min,真空脱气后倒入干净的聚四氟乙烯模具中,放置于烘箱中在60~70℃固化,最后在120~C烘箱中热处理2.5h得FPUE。

含氟聚氨酯弹性体的力学性能。含氟聚氨酯弹性体的强度、硬度随硬段含量的增加而升高,而伸长率随硬段含量的升高而减小,但整个体系仍燃具。有较好的弹性。拉伸强度最高达到59.3MPa,伸长率最高达710.9%。

含氟聚氨酯弹性体的热学性能。含氟聚氨酯弹性体的热分解温度在200℃以上,具有较好的耐热性。随着硬段含量的提高,了逐渐升高,FPUE的耐寒性能逐渐降低,而耐热氧化性逐渐提高。

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