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N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠亲水扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-14 18:17:30
本文介绍N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠亲水扩链剂

以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠亲水扩链剂制备合成磺酸型水性聚氨酯,采用FT-IR、DSC对水性聚氨酯的结构进行表征,并研究了BES-Na含量和NCO/OH值对水性聚氨酯乳液和薄膜性能的影响。

N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠亲水扩链剂研究表明:随着BES-Na含量的增加,乳液粒径分布区间变窄,平均粒径由237.3nm减小至61.2nm,薄膜的力学性能有较大提高,拉伸强度由16.07MPa增至24.67MPa,断裂伸长率由478.73%增至724.07%,硬度增大,吸水率由6.82%增至13.03%;随着NCO/OH值的增大,乳液粒径分布变宽,平均粒径由77.6nm增至335.7nm,薄膜拉伸强度由11.46MPa增至22.28MPa,而断裂伸长率由555.61%降至22.9%,薄膜逐渐变得脆硬,硬度增大,吸水率由12.19%降至10.27%。

亲水性扩链剂结合到聚氨酯分子中,能使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团,从而使分子链具有亲水性,能较好地分散于水相中。阴离子型扩链剂中带有羧基、磺酸基等亲水基团,常用的亲水性扩链剂有:二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,2-丙二醇-3-磺酸钠、l,4-丁二醇-2-磺酸钠等。

目前国内合成水性聚氨酯的阴离子型亲水单体主要选用DMPA,国外很多水性聚氨酯则是基于磺酸盐型的产品。

含叔胺基的二羟基化合物是一类常用的阳离子型聚氨酯乳液扩链剂。通过季铵化反应或用酸中和,链段中的叔胺基生成季铵离子具有亲水作用。其中以N-甲基二乙醇胺最为常用。

二亚乙基三胺与环氧氯丙烷的反应产物也是一种特殊的阳离子型扩链剂。

N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺分别与苄基氯、十二烷基溴反应,可制得含羟基官能团的季铵阳离子化合物,这些化合物可以作为季铵盐离子型聚氨酯的扩链剂。



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。


非离子型扩链剂,一般是采用水溶性聚氧化乙烯二醇,或采用含氧化乙烯(EO)链节的亲水性共聚醚,或含EO链节的扩链剂。非离子型水性聚氨酯,亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯,亲水性基团一般是羟甲基,常用的非离子型亲水扩链剂有三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚。

以N,N-二甲基乙醇胺和N-甲基二乙醇胺为原料,在乙醇溶液中与氯乙酸和NaOH反应,合成了N,N-甲基-N-(2-羟乙基)甜菜碱和N-甲基-N,N-二(2-羟乙基)甜菜碱。这些化合物可以作为两性离子型聚氨酯离聚物的扩链剂使用。国外产品MDAPS,也是一种很好的两性离子型聚氨酯扩链剂。

不同扩链剂对弹性体脱模时间的影响。将预聚物分别与MOCA、DADMT及TX21扩链剂反应,混合均匀后于110℃模压硫化,测定在该温度下所得到的弹性体的可脱模时间,实验结果表明,110℃下,MOCA固化体系在脱模时间为2~3min;DADMT固化体系脱模时间为4~5min;TX21固化体系脱模时间为2~3min。由此可以看出,MOCA和TX21特别适合于快速固化体系。

不同扩链剂对弹性体力学性能的影响采用相同的预聚物,分别用MOCA、DADMT及TX21扩链剂进行扩链,在一定的温度下固化成型,将得到的弹性体的力学性能作对比用液体扩链剂DADMT和TX21代替MOCA固化相同的预聚物,得到的弹性体的力学性能相差不大,完全可以满足产品的使用要求。

通过对MOCA、DADMT及TX21三种扩链剂工艺性能和所得到的弹性体物理机械性能的对比发现,3种扩链剂得到的弹性体的力学性能相当,新型扩链剂TX21可以替代MOCA作聚氨酯弹性体的常温扩链剂。不足之处是TX21较深,不适合于浅色制品。

制备乳胶膜。乳液黏度较小,固含量为30%左右时,其涂-4杯黏度为15s左右。所以,涂膜时可以直接在模具中自流平成膜。为了加快其表干和实干时间,分3次涂膜,成膜厚度为(1.5±0.2)mm。养护要求按照GB/T16777-1997。

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