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亲水性多异氰酸酯固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-25 16:22:11
采用聚乙二醇混合单甲醚与HDI三聚体反应制备了亲水性多异氰酸酯固化剂,考察了不同亲水性表面活性剂对改性多异氰酸酯亲水性的影响。

结果表明,选用平均相对分子质量为500的聚乙二醇混合单甲醚作为亲水单体,nNCO/nOH为6B1,制备的亲水性多异氰酸酯固化剂具有较好的乳化效果。

在环境友好型涂料中,双组分水性聚氨酯涂料由于将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量结合起来,因而备受瞩目,成为环保型涂料领域内研究的热点。

双组分水性聚氨酯主要由水性羟基组分(A组分)和多异氰酸酯固化剂(B组分)构成,选择合适的B组分对于最终膜的性能具有重要意义。

用于双组分水性聚氨酯涂料的固化剂分为两类:未作改性的多异氰酸酯和经过改性的亲水多异氰酸酯。未作改性的多异氰酸酯由于难与水性羟基组分均匀混合,容易发生相分离,在双组分水性体系中的应用受到限制。

为了解决固化剂与水性羟基组分的混合问题,人们自然想到用亲水组分对其进行改性,制备出含亲水链段的多异氰酸酯。然而多异氰酸酯组分极易与水发生反应,因而人们很长时间都认为制备亲水的多异氰酸酯没有意义,这个观点直到JacobsPB,等的研究成果才被打破。

他用聚乙二醇单甲醚改性HDI三聚体,得到了一种能分散于水的多异氰酸酯固化剂,并且该固化剂分散在水中相当长时间后仍可以使用,这就使得亲水性多异氰酸酯固化剂有了用武之地。

自此,国内外对多异氰酸酯进行亲水改性的研究报道逐渐增多,主要以非离子型改性为主,也有进行离子型改性、非离子型和离子型复合改性的报道。另据文献报道,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体具有稳定的六元环结构及较高的官能度,粘度较低,易于分散,适宜作亲水改性。



二乙基甲苯二胺产品用途

DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂,尤其适用于RIM(反应注射成型)和SPUA(喷涂聚脲弹性体)上;同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


本实验从降低原料成本出发,采用聚乙二醇混合单甲醚(PEGMM)代替纯的聚乙二醇单甲醚来改性HDI三聚体,得到了性能较为优良的具有亲水性的多异氰酸酯固化剂。

实验原料:HDI三聚体(NCO质量分数为2314%,粘度1000~1500mPa#s),工业品;二丁基二月桂酸锡(DBTL),化学纯;非离子表面活性剂(OP-10),化学纯;脂肪族聚氧乙烯醚(AEO3),化学纯;聚乙二醇混合单甲醚(PEGMM),工业品(以上3种物质都须加分子筛,贮存1周后使用)。

实验仪器及检测仪器:傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR),MB3000;GC97系列气相色谱仪。

制备方法:将装有搅拌、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗的四口烧瓶置于恒温油浴中,在烧瓶中预先加入HDI三聚体以及少量的催化剂DBTL,加热至60e,在强力搅拌下,按nNCO/nOH为6B1,慢慢滴加PEGMM,恒温反应一段时间后,测定NCO基含量,如达到理论值,终止反应即得具有亲水性的HDI三聚体。

表征与分析原料和产物的分子结构由傅立叶变换红外光谱仪经涂膜法测定;聚乙二醇混合单甲醚组成由气相色谱仪测定;异氰酸酯含量采用/二正丁胺法0测定。固化剂稳定性:在离心试管中加入2mL乳化产物,在2000r/min的高速转速下离心旋转30min时间,观察乳液分层。

本实验用的聚乙二醇混合醚主要含有4种不同相对分子质量的PEGMM。其中相对分子质量越小,含量越高。

a为改性前的HDI三聚体的红外光谱,PEGMM红外光谱图图3HDI三聚体红外光谱图在2270cm-1处有明显的NCO基特征峰;b为改性后的HDI三聚体的红外光谱,在3480cm-1处无羟基峰,在2270cm-1处的NCO基继续保留,但峰面积有所减小,在3330cm-1和1550cm-1处出现NH峰,这些都说明PEGMM已接枝到HDI三聚体上。
另外,通过二丁胺法测定产物的)NCO值,得到的实际值同理论值非常接近。以上表征结果表明,本实验已将PEGMM接枝到HDI三聚体上得到了预定的亲水性固化剂。

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