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聚甲醛/热塑性聚氨酯用多官能扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-24 16:52:17
本文介绍聚甲醛/热塑性聚氨酯用多官能扩链剂

使用聚甲醛/热塑性聚氨酯用多官能扩链剂成功地开发出相容的聚甲醛/热塑性聚氨酯(POM/rfPU)共混物。只添加0.5%重量的聚甲醛/热塑性聚氨酯用多官能扩链剂就能大幅度提高POM/TPU共混物的机械性能,而其它三种常用的相容剂需要添加5%,证明了聚甲醛/热塑性聚氨酯用多官能扩链剂对共混物的相容效率更高。

添加0.5%重量的Joncryl的POM/TPU(75:25)共混物的冲击强度翻番,拉伸强度和弯曲强度显著提高。SEM图像显示Joncryl可以减小11PU粒径,提高POM和TPU之间的界面作用力。

POM/TPU/Joncryl共混物中TPU的间距为0.2μm,非常接近POM/TPU共混物的临界基体层厚度0.18μm。冲击力曲线显示添加Joncyl可以显著增加POM/TPU共混物的总冲击吸收能量,并提高POM和TPU之间的界面相互作用。

间苯二酚二羟已基醚(HER)类似于HQEE,是一种性能优良的扩链剂,能显著改善PU弹性体的耐温性和机械性能HER扩链剂,目前准备中试。已经开发出了间苯二酚二羟丙基醚(HPR)、间苯二酚二羟丙基乙基醚(HPER)。HPR和HPER在常温下均是液态,25'C时的粘度分别为20,3.9Pa-s。这 类扩链剂用于制备聚氨酯弹性体,釜中寿命长、易于操作。制品具有良好的热稳定性、延伸性,并可降低收缩性。



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。

扩链反应。将一定质量的预聚体加入三口烧瓶中,然后加入预聚体质量50%左右的丙酮,搅拌使其完全溶解。


分别考察了不同扩链剂对聚四氢呋喃醚二醇型 (简称PTMG型)及聚己二酸己二醇酯二醇型(简称 PHA型)聚氨酯乳液稳定性的影响。结果如表1所 示。定义预聚反应中的异氰酸指数R为TDI中异氰酸酯基团的量与低聚物二元醇和小分子扩链剂中羟基量的比值;亲水基团含量w(—COOH)则是指亲水基团—COOH占整个体系中的质量分数。上述反应中,异氰酸指数R均基本控制在1155左右,而w(—COOH)=1150%~1152%。  从表1可见由乙二醇和一缩二乙二醇为扩链剂可制得微带蓝光白色乳液,而且乳液稳定性较好,室温下静置分层时间可以达到3个月以上。

当w(—COOH)=1150%时,固含量控制在3210%~3710%之间,就可以得到稳定性较好的乳液,室温下静置分层时间较长。如果固含量过高,超过4010%时所得到的乳液静置稳定性较差,静置10d左右即有分层现象。这是因为亲水基团的含量决定了聚氨酯分子的亲水性,亲水基团含量一定,固含量增加即相当于水量减少,乳液的平均粒径增大,聚氨酯分子在水中分散性下降,此时乳液的稳定性变差。而固含量过低,当低于3010%,体系粒径过小,得到类似凝胶状物质。因此,固含量最好控制在3210%~3710%之间。

不同扩链剂对膜吸水率及失重率的影响。分别以PTMG和PHA为原料,w(—COOH)=1151%,异氰酸指数R为1155左右,扩链剂用量(扩链剂占整个体系中的质量分数)为210%,固含量在3310%~3510%以内,分析不同扩链剂对涂膜吸水率及失重率的影响(见表2)。由表2可以看出,四种体系表现出不同的吸水率及失重率。

无论对于PTMG型还是PHA型聚氨酯乳液,随着扩链剂中—CH2—数的不断增加,结构的亲水性逐渐下降,涂膜的吸水率不断降低。若将乙二醇和一缩二乙二醇为扩链剂制得的聚氨酯涂膜作一比较,则由于一缩二乙二醇比乙二醇结构中多了一醚键(—O—),醚键的亲水性较好,所以以一缩二乙二醇为扩链剂制得的聚氨酯涂膜亲水性明显增大,膜的吸水率增大。由表2中还可以看出,膜在水中浸泡24h后,聚酯型聚氨酯与聚醚型聚氨酯相比,吸水 率明显增大,耐水性下降。这主要是因为聚酯型聚氨酯中的聚酯段较易水解。从膜的失重率来看,膜在水中浸泡一周后,以乙二醇为扩链剂制备的聚氨酯涂膜具有较低的失重率。

在选定了原料、w(—COOH)=1151%、异氰酸 指数R(1155)及扩链剂用量(w=210%)之后,聚氨酯乳液涂膜的力学性能就取决于聚氨酯预聚体中引入的扩链剂的结构。

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