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聚氨酯用胺类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-7 10:39:59
聚氨酯用胺类扩链剂与异氰酸酯反应活性高,生成物为聚氨酯脲,脲键的存在使得胶膜变硬,模量增大。

常见聚氨酯用胺类扩链剂有乙二胺,二乙烯二胺,三乙烯四胺等。聚氨酯用胺类扩链剂一般在预聚体乳化的同时加入,边乳化,边扩链。有专利报道,用混合胺类做扩链剂制得水性聚氨酯脲分散液粘接性能优良,玻璃化温度较高。

目前水性聚氨酯以阴离子型,自乳化为主,阴离子型水性聚氨酯义分为磺酸盐型和羧酸盐型两类,现在应用较多的是羧酸盐型。

水性聚氨酯胶粘剂丙酮法。水性聚氨酯胶粘剂丙酮法是在溶剂中将端异氰酸酯与含有亲水性基团的扩链剂反应,生成预聚体。加入溶剂是为了降低预聚体粘度从而可制得高分子量的聚氨酯乳化液。所用溶剂需沸点低且能与水共溶,丙酮为最常用。该法优点是操作简单、重复性好、乳液品质高。缺点是产品耐溶剂性差、溶剂回收困难且经济性和安全性均欠佳。此法常用于活性较高的芳香族异氰酸酯。

水性聚氨酯胶粘剂酮亚胺-酮连氮法。水性聚氨酯胶粘剂酮亚胺-酮连氮法是指预聚体与被酮保护了的二元胺(酮亚胺体系)或肼(酮连氮体系)混合后,再用水分散,分散过程中酮亚胺、酮连氮以一定速率水解,释放出游离二元胺或肼与分散的聚合物微粒反应,得到的水性聚氨酯-脲具有良好的性能。该法制备的涂膜较好。

水性聚氨酯胶粘剂封端法。水性聚氨酯胶粘剂封端法是用一种或几种复合低分子量的含活泼氢的化合物将预聚体的-NCO端基保护起来,然后在水中分散,在一定温度及特种催化剂下解封,使NCO端基重新释放出来,再进行扩链、交联生成制品。常用的封端剂有酚类、醇类、肟类、酰胺类、亚甲基类、NaHSO3等。从节能和简化工艺方面来考虑,NaHS03做封端剂时,脱封温度只有50℃,是低温交联固化水性聚氨酯的理想封端剂。

水性聚氨酯胶粘剂熔融分散法。该法是预先合成含叔胺基团(或离子基团)的端NCO基团预聚体,再与尿素(或氨水)在本体系反应,形成聚氨酯双缩二脲(或含离子基团的端脲基)低聚物,并加入氯代酰胺在高温熔融状态继续反应,继续季胺化。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(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。


聚氨酯双缩二脲离聚物具有足够的亲水性,加酸的稀水溶液形成均相溶液,再与甲醛水溶液反应进行羟甲基化,含羟甲基的聚氨酯双缩二脲能在50-130℃用无限水稀释,形成稳定乳液。

当降低体系的PU值时,能在分散相中进行缩聚反应,形成高分子量聚氨酯。含离子基团的端NCO预聚体形成端脲基或缩二脲基聚氨酯低聚物后,则直接在熔融状态乳化于水,再加甲醛水溶液进行羟甲基化及扩链反应。 

水性聚氨酯胶粘剂预聚体分散法的优点是可仅加少量甚至不加溶剂,预聚体就能在剪切力的作用下乳化,从而只需回收少量或不回收溶剂。缺点是在搅拌情况下加入水乳化时,发生使聚氨酯(PU)分子扩链的端异氰酸酯基团与的水反应,若反应控制不当易产生凝胶。因此该法仅对活性不高、在水中反应缓和的脂肪族和脂环族异氰酸酯合成的预聚体适用。所得产品耐光性能突出,粘接性能也不差,成为工业生产中最常用方法。

大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含NCO基团,因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。而溶剂型或无溶剂单组分及双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用NCO的反应、在粘接固化过程中增强粘接性能。水性聚氨酯中含有羧基、羟基等基团,适宜条件下可参与反应,使胶粘剂产生交联。

除了外加的高分子增稠剂外,影响水性聚氨酯粘度的重要因素还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。聚合物分子上的离子及反离子(指溶液中的与聚氨酯主链、侧链中所含的离子基团极性相反的自由离子)越多,粘度越大;而固体含量(浓度)、聚氨酯树脂的分子量、交联剂等因素对水性聚氨酯粘度的影响并不明显,这有利于聚氨酯的高分子量化,以提高胶粘剂的内聚强度。与之相比,溶剂型聚氨酯胶粘剂的粘度的主要影响因素有聚氨酯的分子量、支化度、胶的浓度等。相同的固体含量,水性胶粘剂的粘度较溶剂型胶粘剂小。

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