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聚氨酯橡胶扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-8 23:59:08
本文介绍聚氨酯橡胶扩链剂

主要论述了作为聚氨酯橡胶扩链剂的醇胺及其衍生物的品种、分类、结构、性质、制备方法和扩链反应原理,以及在浇注型PU橡胶中的使用效果等。

在PU合成中,聚氨酯橡胶扩链剂与相应胺类扩链剂相比,大部分具有良好的工艺性能,所得PU材料与相应的多元醇相比,又具有良好的力学性能和其他性能。

所谓聚氨酯弹性体是指玻璃化温度低于室温,扯断伸长率>50%,外力撤出后复原性比较好的高分子材料,而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。在弹性体中,其扯断伸长率较大(>200%)、100%定伸应力较小(如<30Mpa)、弹性较好的可称为橡胶。所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。

聚氨酯弹性体,又称聚氨酯橡胶,是一类在分子链中含有较多的氨基甲酸酯(-NHCOO-)特性基团的弹性聚合物材料。它们通常由多异氰酸酯和低聚物多元醇以及多元醇或芳香族儿二胺等制备。

一般聚氨酯使用的二元胺类扩链剂都是芳香族的,聚氨酯使用的二元胺类扩链剂最常用的是3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺(商品名为MOCA)。

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类,其原材料品种繁多,配方各种各样,可调范围很大。聚氨酯弹性体硬度范围很宽,低至绍尔A10以下的低模量橡胶,高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽,是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。

聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类,即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂(交联剂)。除此之外,有时为了提高反应速度,改善加工性能及制品性能,还需加入某些配合剂。下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。

反应过程:多元醇与二异氰酸酯反应,制成低分子量的预聚体;经聚氨酯使用的二元胺类扩链剂扩链反应,生成高分子量聚合物;然后添加适当的交联剂,生成聚氨酯弹性体。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低,通常为2或2~3.相对分子质量为400~6000,但常用的为1000~2000.主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε-己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。一般可通过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。

聚酯多元醇简称聚酯,是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成,最常用的二元羧酸是己二酸,最常用的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。

此外,一些特殊聚酯还用戊二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油等多元醇。由于可用的多元醇品种多,所以聚酯的分子结构多种多样,品种牌号也较多。为了得到端羟基聚酯,必须用过量的多元醇与二元羧酸反应。

力学性能及耐水性分析。硬段微区结构对聚氨酯材料的力学性能有很大影响,硬段微区越规整,氢键化程度越高,材料的力学性能越好, 与前面DMA分析相一致。吸水率以一步扩链方式的为最高,这是因为聚氨酯的硬段微区越规整,氢键化作用越强,分子间作用力越大,水分越不容易渗入。

机械共混法制备环氧树脂改性水性PU 按1.2.2中聚氨酯分散液合成方法,采用机械共混法制备环氧树脂改性水性PU。即在预聚体溶液中加入11mL扩链剂溶液,在60℃左右回流反应 3h后,加入E244环氧树脂搅拌约20min,然后降温至40℃左右,其余步骤同1.2.2,得到白色的环氧树脂改性水性PU乳液。

共聚法制备环氧树脂改性水性PU 。反应开始时环氧树脂E244与TDI、PEG一起加入,聚氨酯预聚反应结束后不再加E244。

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