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喷涂聚氨酯脲扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-26 15:55:32
用变温红外光谱考察了脂肪族聚氨酯脲和聚脲体系中,氨酯氢键和脲氢键的温度依赖性.结果表明,120℃以前氨酯氢键由较完善状态向较不完善状态发展,120℃之后氨酯氢键开始大量解离;脲羰基较完善氢键解离温度和它们较完善氢键化程度成正比,在解离温度之前,随温度增加,较完善氢键化的脲羰基含量增加.温度高于142℃时,开始出现由于聚氧化丙烯链段热氧化降解而产生的酯基位于1728cm<'-1>处的吸收峰.

考察了硬段含量和不同喷涂聚氨酯脲扩链剂结构对脂肪族聚氨酯脲和聚脲形态结构与性能的影响.通过氰乙基化将脂肪族伯胺喷涂聚氨酯脲扩链剂异佛尔酮二胺(IPDA)与丙烯腈反应生成仲胺喷涂聚氨酯脲扩链剂(MIPDA).当用MIPDA取代IPDA,和异佛尔酮二异氰酸酯、端氨基聚醚合成聚脲时,凝胶时间由原来的3s增加到12s,且这类弹性体中软段和硬段的相容性较好,但硬段的有序程度较差,显示出较高的拉伸强度和断裂伸长率.该文同时还对加入LiCl的聚氨酯脲体系的结构与性能进行了初步探讨.

不用氨基封端的聚醚多元醇、喷涂聚氨酯脲扩链剂合成的聚氨酯脲由于成本较低,具有很大的应用前景。迄今为止,已有大量对芳香族聚氨酯脲的结构与性能的报道。Wang等研究了PEG/HMDI/EDA脂肪族聚氨酯脲体系中加入LiClO4前后结构与性能的变化;Wen等则报道了加入LiClO4后水溶性的脂肪族聚氨酯脲的内部相结构的变化。而真正以喷涂成型工艺为背景的脂肪族PPG/IPDI/扩链剂的体系聚氨酯脲的微观结构与性能的关系少有报道。

由于脂肪族聚氨酯脲和聚脲还具有良好的低温性能,故研究适用于反应喷涂成型脂肪族聚氨酯脲和聚脲的结构与性能间的关系均具有重要意义。

本文用端氨基聚醚或聚氧化丙烯二元醇和不同喷涂聚氨酯脲扩链剂与IPDI反应,合成了不同结构的脂肪族聚氨酯脲和聚脲,研究了不同结构的喷涂聚氨酯脲扩链剂对聚氨酯脲和聚脲微观结构与力学性能的影响。



中文名称:2,2-二羟甲基丁酸

中文同义词:扩链剂亲水剂DMBA,2,2-二羟甲基丁酸;2,2-双(羟甲基)丁酸;二羟甲基丁酸;双羟甲基丁酸;二羟甲基丁酸(DMBA);2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)

英文名称:2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid

英文同义词:2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic Acid;Dimethylolbutanoicacid(Dmba);Dimethylolbutanoicacid;

CAS号:10097-02-6    EINECS号:424-090-1

分子式:C6H12O4  分子量:148.16

物化性质:外观为白色晶体,熔点108-115 °C ,可溶于水、甲醇、丙酮等。

2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂DMBA)用途:DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(DMBA)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!



原料及精制。二官能度的聚氧化丙烯二醇(GE220)羟值为56mgKOH/g,使用前110℃下真空干燥3h。两官能度的端氨基聚氧化丙烯(JeffamineD2000)数均分子量为2000,使用前在100℃下真空干燥3h。

IPDI和异佛尔酮二胺(IPDA),IPDA用NaOH干燥24h后减压蒸馏,收集130~131/666Pa℃的馏分。无水乙二胺(EDA),分析纯,使用前用NaOH干燥24h后常压蒸馏,收集116~117℃的馏分。己二胺(HDA)化学纯,使用前在80~90℃之间真空脱水。二甲基甲酰胺(DMF)化学纯,使用前用无水硫酸镁干燥24h后减压蒸馏,收集54~55/1333Pa℃的馏分,然后用0。4nm分子筛干燥备用。

聚氨酯脲和聚脲的合成将GE220和IPDI混合后,滴加催化剂二丁基二月桂酸锡(其含量为1。0×10-4g/gGE220)后缓慢升温至85℃下反应,直至体系的NCO含量达到理论值,得到端NCO基预聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80测定。将端NCO预聚物溶解在DMF溶剂中(质量分数为40%),加入计量的质量分数为25%的扩链剂的DMF溶液,然后在室温下搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中,在50~60℃下挥发溶剂并继续反应24~36h。

最后在0。1MPa真空度和80/1h℃,110/3h℃条件下挥发溶剂并继续反应至恒重,得到厚度为1mm左右的聚氨酯脲试样。将JeffamineD2000室温滴加到IPDI中后,缓慢升温至85℃下反应,直至体系的NCO含量达到理论值,得到端NCO基预聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80测定。

将端NCO预聚物溶解在DMF溶剂中(质量分数为40%),加入计量的质量分数为25%的扩链剂的DMF溶液,然后在室温下搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中,后续反应工艺与条件同聚氨酯脲,得到厚度为1mm左右的聚脲试样。分别合成了IPDA,EDA,HDA三种不同扩链剂扩链的聚氨酯脲和聚脲试样,它们的化学组成均为:IPDI∶GE220(或JeffamineD2000)∶扩链剂=1。05∶0。39∶0。61(物质的量比)。


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