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耐热型聚氨酯的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-2-6 10:51:45
本文介绍如何合成一种耐热型聚氨酯的扩链剂,研究了用聚酯、TDI、3,3’二氯4,4’二苯基甲烷二胺(MOCA)4,4’二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)扩链剂制备聚氨酯弹性体(PUE)的方法,讨论了合成工艺。

介绍了耐热型聚氨酯的扩链剂BMI-MOCA硫化聚氨酯弹性体的性能,探讨了BMI-MOCA的适用性及其优缺点.采用BMI-MOCA为扩链剂容易合成高硬度、耐温性好的聚氨酯弹性体.新的耐热型聚氨酯的扩链剂剂配方设计,提供了更为广泛的选择性。

聚氨酯弹性体(PUE)具有优良的物理、机械性能,几乎能用任何一种常规塑料成型工艺进行加工,在国民经济的各个领域得到广泛应用.然而聚氨酯的耐热性能不佳,材料在100℃以上软化,长期使用会导致材料变形,使其应用受到一定的限制.因此,改善聚氨酯的耐热性,一直是PUE领域十分活跃的研究课题.

聚氨酯的结构由软段和硬段交替而成,由于软段和硬段的不相容而使共聚物的聚集态分离成软段区和硬段区,二相结构分离的愈好,PUE的综合性能愈好,其高温强度和高温模量也愈大;另外,刚性链段、交联均有利于提高PUE的耐热性,也可以说,提高软、硬段的耐热性均有利于改善 PUE的耐热性.

本文研究了一种新型耐热聚氨酯浇注型弹性体适用的扩链剂,通过4,4’二苯甲烷双马来酰 亚胺(BMI)与3,3’二氯4,4’二苯基甲烷二胺(MOCA)反应的产物作为PUE的扩链剂,合成了高硬度、耐温性好的聚氨酯弹性体;并对其物理、机械性能作了初步探讨.新型扩链剂的研究,为发展弹性体新品种打下基础,对PU的配方设计具有指导意义。

实验原材料:3,3’二氯4,4’二苯基甲烷二胺:工业品;4,4’二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI):工业品,外观为淡黄色粉末,熔点为148~156℃;聚已二酸乙二醇 酯:CP级,M{n=2000,官能度fγn=2.00;2,4(2,6)甲苯二异氰酸酯(TDI):AR级。



对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体应用范围

油井密封件、叉车轮胎、液压汽缸密封件、传送带等PU制品,还可用于氨纶.

对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是一种对称的芳香族二醇扩链剂。它与MDI有着良好的配伍性,能明显提高、改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能。 HQEE/MDI是与MOCA/TDI并列的一个PU弹性体系列,使用该产品的PU一般用于对产品物理性能有高要求的领域.


提高聚氨酯的耐热性能,一般可以从两方面考虑

1:单体或者低聚物。PU耐热性,主要取决于软段。从异氰酸酯角度来看,发展高耐热性的单体目前几乎没有什么可能,即使是现有的大批量生产的异氰酸酯,我国都没有做全,做好,发展一个新的异氰酸酯难度可想而知。即使异氰酸酯耐热性提高,多元醇的耐热性依然需要跟上去。因此只能从多元醇或者胺考虑。现有的聚醚或者聚酯多元醇,其耐热性很难有根本性的提高,纵观其它低聚物,有机硅和有机氟是可以考虑的对象,全氟醇很难做,而嵌段需要的结构更是难见到,比较现实的就是有机硅。

普通的羟基硅油就是典型的多元醇结构,特别是二甲基硅油,价格便宜,品种多样,耐热到200度问题不大,只可惜它徒有那两个羟基,它除了和同门兄弟缩合所得到产品稳定外,和其它单体,比如异氰酸酯是得不到稳定聚合物的。这样的羟基,是硅羟基,结构:Si-OH,在有机硅行业就简称羟基。实际上,羟基硅油与异氰酸酯反应将产生水,产生水的后果。

要获得稳定的聚合物,必须是烃羟基硅油,即需要Si-Cn-OH,n>=3的结构,当然,这样结构的硅醚多元醇成本比普通硅油高的多。即使成本高,它还是物有所值:不但提高耐热性,也提高柔软性,耐水(特别是耐湿摩擦)性,隔离性,耐干磨。只要加入适量,成本是可以接受的。

2:纳米材料在PU上的应用。纳米粉体的制备,已经不是悬念,许多品种已经是工业化大批量,万吨级了。比如纳米碳酸钙,纳米氧化硅。在PU领域,问题是它们的分散很不容易,但除此之外,粉体与传统PU相互之间的作用也是必须的。良好的分散不代表纳米粉体的优势能够充分展现,还需要某种“结合”。要不然,相同粒径的纳米碳酸钙和纳米氧化硅补强的材料性能就不会差距那么大吧。要做到良好的分散还要能够和PU有某种相互作用,当然最好是化学键,纳米粉体的表面必须符合PU的要求。即:所谓纳米粉体表面改性。理想的改性是:和PU亲和,表面有可反应基团,改性后不能导致纳米粉体的粒径增加。


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