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液体胺类扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-3 15:26:05
 聚脲材料的固化反应是半预聚物同氨基聚醚与液体胺类扩链剂之间进行的反应,在高温时,还有半预聚物同脲基的副反应。

1)半预聚物同端氨基聚醚和液体胺类扩链剂中的伯胺反应

由于氨基聚醚活性很高以及N原子的碱性, 反应不需要催化剂就在极短的时间内固化成型。因此, 喷涂聚脲弹性体可以在极为苛刻的条件下施工, 即使底材完全被水浸湿或空气中湿度很大时,SPUA材料仍没有发泡现象。甚至在很低的温度下如-20℃,SPUA材料仍会固化。
从分子结构分析, SPUA材料中的脲基呈现以C=O基团为中心的几何对称结构, 比聚氨酯材料的氨基甲酸酯基稳定, 所以聚脲材料的耐老化、耐化学介质、耐磨、耐核辐射和耐高温等综合性能优于聚氨酯。

2)半预聚物同仲氨基聚醚和液体胺类扩链剂中的仲胺反应

芳香族异氰酸酯与常规的氨基聚醚(如Jeffamine系列)、液体胺类扩链剂(如Ethacure 100),反应速度极快, 通常凝胶时间小于3-5s, 因而存在对底材的润湿能力弱、附着力低、层间结合不理想、涂层表观状态差、涂层内应力大等一系列缺点。如果在SPUA配方中加人一部分仲胺基(尤其是位阻型)扩链剂(如Unilink?4200)或仲胺基聚醚, 可以把凝胶时间延长30至60s,涂层具有较好的流平性及附着力, 同时减少了涂层的内应力。

3)半预聚物的交联反应

SPUA材料要满足使用要求,常常需要在大分子之间形成适度的化学交联。它可以提高SPUA材料的撕裂强度、耐介质性能及压缩强度,降低压缩变形率,改善施工性能等。化学交联一般可以采用如下办法获得①官能度大于2的多异氰酸酯合成的半预聚物;②官能度大于2的氨基聚醚与半预聚物反应;③过量的异氰酸酯与脲基反应生成缩二脲交联。反应生成三维立体网状结构。

4)半预聚物同脲的副反应

半预聚物同氨基聚醚或胺类扩链剂反应生成脲基。在100℃以上, 异氰酸酯与脲基就有适中的反应速度, 生成缩二脲支链或交联。缩二脲基团的生成, 对弹性体的耐热性能、低温柔韧性以及力学强度等带来不利影响。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(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。


异氰酸酯同各种活泼氢化合物的相对反应速度

活泼氢化合物 典型结构 相对反应速度

脂肪族伯胺   R-NH2                 100 000

脂肪族仲胺   RR’NH                 20 000-50 000

芳香族伯胺   Ar-NH2                 200-300

伯醇             RCH2-OH              100

           HOH                       100

羧酸             RCOOH            40

仲醇              RR’CH-OH            30

脲                  R-NH-CO-NH-R   15

叔醇               RR’R’’C-OH     0.5

氨基甲酸酯    R-NH-CO-O-R     0.3

酰胺              RCO-NH2             0.1

25℃,无催化剂

醇、胺等活泼氢化合物与异氰酸酯的反应活性顺序可归纳如下:脂肪族NH2 > 脂肪族NH > 芳香族N H2 > 伯OH > 水 > 羧酸 > 仲OH > 脲 > 叔OH > 氨基甲酸酯 > 酰胺。

脂肪族伯胺或仲胺与异氰酸酯的反应速度远远大于与水分的反应速度, 因而喷涂聚脲弹性体材料受环境湿度的影响小, 材料性能稳定, 不会产生发泡现象。

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