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水性聚氨酯树脂扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-22 15:06:44
水性聚氨酯树脂扩链剂是指能促使分子链延伸、扩展的化合物。在聚合物生成中,水性聚氨酯树脂扩链剂主要为双官能团的化学品。

目前水性聚氨酯树脂合成中,常使用二羟甲基羧酸含亲水基扩链剂,水性聚氨酯树脂扩链剂

主要有DMPA和DMBA两种,其中DMPA使用时间较早,是目前使用最为普遍的一种。虽然它有许多优点,但是还存在许多缺点,主要是自身熔点较高(180℃-185℃),很难加热熔解,这就需要加入有机溶剂如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N.N-二甲基酰胺(DMF)、丙酮等,而NMP沸点高,制备APU后很难除去。

而且DMPA在丙酮中溶解度较小,在合成过程需要加入大量的丙酮,脱酮过程既浪费能源又带来安全隐患。所以说使用DMPA不仅生产能耗高,而且产品中易造成有机残留等。而DMBA由于有其特殊的分子结构,可以在合成过程不需要消耗一点溶剂,这样不仅缩短了反应时间,降低能耗,而且节省能源。DMBA和DMPA相比,DMBA在有机溶剂中有更好的溶解性。DMBA在水中溶解度为48%,DMPA为12%。

同时DMBA熔点低,为108℃~115℃;由于DMBA具有优良的溶解性和低熔点,因而它在合成水性聚氨酯乳液过程不需要溶剂或少加溶剂。

第三代RIM体系是在高速RIM体系中引入内脱模剂(IMR),在增溶剂的作用下,硬脂酸锌等内脱模剂可很好地溶于树脂混合物中。这从根本上改善RIM工艺技术的经济性,降低了总的循环周期,因此与片状模塑料和工程热塑料相比较,第三代RIM体系低的劳物费用和高的生产率大大地增加了RIM材料的竞争力;

扩链剂对聚氨酯弹性体性能的影响已有深入的研究,采用扩链剂调节聚氨酯弹性体力学性能是聚氨酯工业中的一种常用方法。丁羟推进剂是一种填充有高氯酸铵(AP)、铝粉(Al)等填料的聚氨酯弹性体,扩链剂的应用必将为其力学性能的调节提供一种有效方法。

因扩链剂一般是含两官能团活泼氢原子的物质,它必然会与丁羟推进剂的固化剂二异氰酸酯反应,所以它是丁羟推进剂固化系统中的一个重要组分。本文研究了不同种类扩链剂对HTPB/IPDI推进剂力学性能的影响,为改善和提高丁羟推进剂力学性能提供了一条新思路。

实验用推进剂配方主要组成:AP为69.5%;Al为17.0%;癸二酸二异辛酯(DOS)为3.3%;“HTPB+IPDI+扩链剂CE”为9.54%;其它为0.66%。这些组分中HTPB、IPDI、CE的配比根据不同的固化参数RrI和扩链剂种类来变化调节。



4,4'-亚甲基双(2-乙基)苯胺(芳香族二胺类扩链剂MOEA)用途

本品为氨基邻位乙基取代的芳香族二胺类扩链剂,与TDI和MDI预聚体有着良好的相容、配伍性,反应速度较快,与E100搭配可用于反应注射成型和聚脲喷涂工艺,制品具有优良的物理以及动态力学性能。用于聚脲弹性防水材料,可有效提高材料的强度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作环氧树脂的固化剂,赋予制品良好的抗张、耐撕裂、电绝缘及耐热等性能。

中文名:4,4'-亚甲基双(2-乙基)苯胺(芳香族二胺类扩链剂MOEA); 3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷; 硬化剂 ME-DDM

中文别名:3,3-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷;硬化剂ME-DDM

英文名称:4,4'-Methylenebis(2-ethylbenzenamine)

英文别名:Aniline,4,4'-methylenebis[2-ethyl- (8CI);3,3'-Diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane;4,4'-Diamino-3,3'-diethyldiphenylmethane;4,4'-Methylenebis(2-ethylaniline);4,4'-Methylenebis(o-ethylaniline);4,4'-Methylenebis[2-ethylbenzamine];Araldite HY 350;C 100S;C 100S (amine);H 256;H 256 (amine);HY 450;KayahardA-A;

CAS No.:19900-65-3

EINECS号:243-420-1

分子式:C17H22N2

分子量:254.41



样品制备采用胶化机常规制药,HTPB/IPDI推进剂60C混合80min,50C浇注,70C固化7d。

单向拉伸力学性能测试。采用INSTRON4301型材料试验拉伸机,按OJ924-85所规定的试件和条件测试推进剂力学性能。

交联密度测试。本所自制交联密度测定仪,采用溶胀模量法测定。溶胀模量法是通过测定试样溶胀前后体积的变化以及溶胀后应力-应变关系,求出弹性体的网络化学交联密度。

透射电子显微镜实验(TEM)。胶片经环氧树脂包埋、陈放、超薄切片、OsO4染色,再在透射电镜上观察并记录成像。

A配方乳胶膜的吸水率明显要比B配方的小,且A配方的吸水率在48h后已变化不大,趋于饱和,而B乳胶膜的吸水率在48h后还继续增大,甚至在168h后还有增大的趋势。

A配方有明显的优势,即吸水率与拉伸强度之比明显增大。也就是说用向预聚体中引入多异氰酸酯和以BPA和DEG为混合扩链剂的方法制备强度高、耐水性好的水性聚氨酯的方法是可行的。

BPA为扩链剂能改善水性聚氨酯耐水性的机理分析如下:A试样乳胶膜的吸水率比B试样的小,可能是由于B试样用DEG作为扩链剂时,所含—O-较多的原因所致。所含—O-较多时,一方面由于—O-与水分子有氢键作用,可以与水结合,另一方面由于—O-较为柔顺,增大了分子链与水的接触机会,从而使其吸水率较大。A试样由于用含有刚性憎水基团苯环的BPA取代了部分DEG,且BPA分子结构对称,有利于乳液在成膜过程中结晶,从而使得其吸水率较小。

对于两个试样而言,最初影响其乳胶膜吸水率的关键因素是可以直接与水接触的强亲水基团和可以形成氢键的弱亲水基团。在强亲水基团含量相同的情况下,由于B试样含有的—O-较多,所以其吸水率也较大。


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