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聚醚型聚氨酯脲弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-19 11:00:56
本文介绍聚醚型聚氨酯脲弹性体扩链剂

以4,4′-二苯基甲烷二胺、甲苯二胺、二乙基甲苯二胺为聚醚型聚氨酯脲弹性体扩链剂,制备了系列的聚醚型聚氨酯脲弹性体。借助IR研究了软硬段微相中的氢键分布。利用SEM直观地展示了微区特征。通过物性的比较,探讨了聚醚型聚氨酯脲弹性体扩链剂的结构对称性及空间位阻对聚氨酯脲弹性体的形态及物性的影响。

聚氨酯脲弹性体(PUU)是聚氨酯弹性体的一种,一般是由聚氨酯预聚体与胺类固化剂反应生成。同普通聚氨酯弹性体相比,它的强度、力学性能比较高,也具有耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘合性好、吸震能力强等优良性 能,在许多工业领域得到广泛的应用。

由于聚氨酯脲弹性体中存在缩二脲和脲基甲酸酯基团,它们的热分解温度仅为144摄氏度左右,同普通聚氨酯弹性体相比,虽然其耐热性有所提高,但是在某些领域仍难以满足要求。由异氰酸酯三聚反应形成的异氰脲酸酯,其稳定的三聚六元环结构和环上无活泼氢的结构特点,使它具有很高的稳定性、水解稳定性和刚性。一般异氰酸酯环在200摄氏度以上仍具有热稳定性,含苯异氰脲酸酯环的热分解温度可达377摄氏度。

异氰脲酸酯含有3个以上官能团,可用于制备高支化度的星型或树枝型聚合物。含有异氰脲酸酯结构的聚合物具有较好的介电性能、力学性能和表面硬度,可用于制备各种耐热绝缘材料。异氰酸酯三聚生成异氰脲酸酯的反应广泛应用于制备聚氨酯粘合剂、涂料和硬质聚氨酯泡沫塑料绝缘材料等领域。本实验选择1,3,5–三(二甲氨基丙基)对称六氢三嗪作为异氰酸酯三聚的催化剂,将异氰脲酸酯基团引入到聚氨酯脲弹性体中,考察扩链系数对异氰脲酸酯改性的聚氨酯脲弹性体性能的影响规律。

含有异氰脲酸酯结构的聚氨酯脲弹性体的合成。采用预聚体法合成聚氨酯脲弹性体。

 (1)聚氨酯预聚体的合成。在备有搅拌器、温度计、真空接口三口烧瓶中加入定量聚酯多元醇2356,升温至100~110摄氏度,真空脱水至多元醇中水含量低于万分之一,将其降温至50~60摄氏度后停止抽真空,加入计量好的TDI-100,快速搅拌,待温度稳定后,缓慢升温并控制在80~85摄氏度,反应5h后,真空脱气30min,密封保存待用。



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。


(2)聚氨酯脲弹性体标准试片的制备(反应成型)。称取定量的聚氨酯预聚物,加入少量三聚体催化剂及定量的二胺类固化剂,迅速搅拌均匀后,倒入模具,待出现凝胶现象后立即合模。在10MPa压力、120摄氏度下反应成型1h。

(3)试片的后处理。脱模后的试片于100摄氏度烘箱中恒温10h,取出停放5d,即可裁片测试。

弹性体性能测试。

(1)力学性能测试。聚氨酯脲弹性体应力应变性能、邵氏硬度和撕裂强度测试分别按GB/T528-1998、GB/T531-1999和GB/529-1999标准测定。

(2)耐溶剂性能测试。将已知质量的聚氨酯脲弹性体试样分别放入环已酮、四氢呋喃、乙酸乙酯溶剂中密封存放,一定时间后取出晾干表面溶剂,称重并计算试片在不同时间的溶胀率(溶胀后与溶胀前的质量比值)。

热稳定性是由目前配方中的成分的功能作用,较高长度的硬链段和甘氨酸存在的关系增加了聚氨酯弹性体的热稳定性。加入CO的聚氨酯的Tg下降12℃左右,导致不固定链的甘油三脂结构作为增塑剂而存在。

DHD型聚氨酯弹性体显示出相对低的玻璃化转变温度(—57℃),在室温下测试其性能,它的拉伸强度为11-15兆帕,断裂伸长率为600%.  聚合物基体的硬链段结构的变化也可能受其表面特性的影响。

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4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)  http://www.yaruichemical.com