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扩链剂TX-2

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-19 11:01:05
以聚四氢呋喃均聚醚(PTMG)和甲苯二异氰酸酯(TDI-100)为原料合成聚氨酯预聚体,再分别与扩链剂TX-2、E300和二者混合物反应制备聚氨酯(PU)弹性体。

研究了扩链剂TX-2含量、预聚体NCO基含量、扩链系数、聚醚软段相对分子质量对弹性体力学性能的影响。结果表明,提高扩链剂TX-2含量,胶液流动时间延长,PU弹性体的力学性能变化不大;预聚体NCO基质量分数增加,弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度明显提高,拉断伸长率下降;当扩链系数增加时,弹性体的拉伸强度、300%定伸应力和拉断伸长率均明显提高,但当扩链系数1时,上述各项性能指标迅速降低;随着软段相对分子质量的增加,弹性体的硬度、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均下降,拉断伸长率和冲击弹性增加。

聚氨酯是一种嵌段高分子聚合物。水性聚氨酯(WPU)是通过引入亲水基团,以水为分散介质的一类环保聚氨酯材料。由于其良好的力学性能和成膜性能,广泛应用于建筑、家具、皮革、纺织等行业。20世纪70年代,开始使用高效亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)大大促进了WPU的发展。

前人对WPU的制备工艺,包括软段和硬段的比例、扩链剂的种类、制备工艺条件等因素和WPU与其它材料复合等方面做了较为深入的研究。WPU中的亲水基团对其有着重要影响,亲水基团含量太高,材料的耐水性不佳;亲水基团含量太低,乳液粒径变粗,贮存稳定性下降。在相同亲水基团含量下,亲水基团在硬段中的分布会影响到硬段的规整性,进而对材料的性能产生影响。本研究选用了扩链剂1,4-丁二醇(BDO)和DMPA,采用分步扩链法和一步扩链法制备WPU,考察扩链方式对材料结构与性能的影响。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


WPU乳液的制备。分步扩链法(Ⅰ):将4molIPDI和1molPTMG加入带有回流冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入总质量分数1‰的DBTDL,搅拌均匀后于90℃反应3~4h至NCO质量分数达到理论值13。34%,然后加入2molDMPA,在75℃反应2h左右至NCO质量分数达到3。89%,后再加入6molIPDI和6molBDO70℃反应4h左右至NCO质量分数达到理论值2。08%(扩链过程中粘度会上升,加适量丙酮降粘),降温至40℃,将预聚体高速搅拌下分散于含有2molTEA的去离子水中,以水为分散剂,乳化1h,抽去丙酮得到固体质量分数为35%的WPU乳液。

分步扩链法(Ⅱ):将8molIPDI和1molPTMG加入带有回流冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入1‰的DBTDL,搅拌均匀后于90℃反应3~4h至NCO质量分数达到理论值21。16%,然后加入6molBDO70℃反应3h左右至NCO质量分数达到2。53%后,再加入2molIPDI和2molDMPA70℃反应4h左右至NCO质量分数达到2.08%(扩链过程中粘度会上升,加适量丙酮降粘),降温至40℃,将预聚体高速搅拌下分散于含有2molTEA的去离子水中,以水为分散剂,乳化1h,抽去丙酮得到固体质量分数为35%的WPU乳液。

一步扩链法(Ⅲ):将10molIPDI和1molPT-MG加入带有回流冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入1‰的DBTDL,搅拌均匀后于90℃反 应3~4h至NCO质量分数达到理论值,然后加入6molBDO和2molDMPA70℃反应5h左右至NCO质量分数达到理论值(扩链过程中粘度会上升,加适量丙酮降粘)降温至40℃,将预聚体高速搅拌下分散于含有2molTEA的去离子水中,以水为分散剂,乳化1h,抽去丙酮得到固体质量分数为35%的WPU乳液。以下分析表征中,Ⅰ代表分步扩链法(Ⅰ)的产物;Ⅱ代表分步扩链法(Ⅱ)的产物;Ⅲ代表一步扩链法(Ⅲ)的产物。

3种产物的红外谱图基本一致,cm-1处PTMG的—OH基吸收峰和2267cm-1处IPDI的—NCO基吸收峰已经消失, 3300cm-1左右和1534cm-1 处的吸收峰分别为为氨基甲酸酯 中—NH—的伸缩振动峰和弯曲振动峰, 1704cm-1处为氨基甲酸酯中CO的伸缩振动峰, 1042cm-1为PTMG的C—O—C的伸缩振动峰,表明生成了聚醚型聚氨酯产物。

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