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用于聚氨酯弹性体的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-17 11:05:09
扩链剂是浇注型聚氨酯体系预聚体的固化剂,用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多,通常分为胺类和醇两类。浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二胺扩链剂。

用于聚氨酯弹性体的扩链剂芳香族二胺的反应活性比脂肪族二胺的低得多,使得浇注工艺具有良好的可操作性,浇注型聚氨酯中用于聚氨酯弹性体的扩链剂常见MOCA (3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷)。由于MOCA分子中含有两个苯环,并且生成的脲基具有较强的极性,这些因素在很大程度上赋予聚氨酯弹性体较高的力学强度。

但是MOCA对人体的危害性问题一直在被人们关注。M-CDEA[4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙二基苯胺)]是一种新型的芳香族二胺扩链剂,它是一种白色固体,是一种低毒性,安全的二胺扩链剂,同时采用M-CDEA合成的聚氨酯弹性体制品动态生产热小,耐热性好,制品的硬度更高,成品的综合性能更好。

分别采用M-CDEA和MOCA作为扩链剂,以不同的多元醇结构作为软段,合成出不同软硬段结构的聚氨酯弹性体,并对其性能进行了研究和比较,还通过DSC和TG分析对其热性能进行了表征。

嵌入亲水性链段引入到聚氨酯主链是通过与非离子聚醚链段的混合来完成的,例如以聚乙二醇作为亲水链段。获得聚乙二醇的分散体系有很差的耐储存性和膜性能。亲水链段也可以通过离子基团的混合来引入,可以是阴离子、阳离子或者两性离子化合物。

以离聚物为基础的分散体系比无粒子分散体系更稳定。为了与溶剂型分散体系相竞争,水性体系的性能必须得到提高。

对于水性聚氨酯分散体系的最近的研究工作大多数都是提高性能,例如拉伸强度,韧性和耐溶剂性耐水性。这些都是通过接枝、交联或者和其他聚合物共混来完成的。交联是广泛使用的,因为它简单。

许多交联方法已经被研究出来,比如UV-交联、热活化和双组份体系。这些交联机理都有它们自己的缺点。热活化体系和UV交联的体系需要烘箱或者是紫外线源,并且这可限制了它们在工业上的应用,然而双组份体系在混合后有一个有限制的适用期,并且涉及对致癌交联物的处理,例如环乙亚胺。这些现状限制了这些体系的使用范围。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


在这篇文章中,描述了一个在常温条件下疏水改性和对聚氨酯分散体系交联的新方法。在制备预聚物离聚物阶段,一个带有末端异氰酸根的水性改性预聚物被分散在水中,并且链增长是通过向分散体系中加入二元胺完成的。

在这个操作中,3-氨基丙基甲氧基硅烷被用作交联剂来代替二元胺去完成链增长,以得到交联的聚氨酯分散体系。硅烷化聚氨酯分散体系通常包含氨基甲酸乙酯主链,在硅原子上连接的的水解基团的一种有机基团,这包括大多数与异氰酸根反应能生产稳定端基的原子团。

在水分和催化剂存在的条件下,这些端基经过交联反应形成一种稳定的硅氧烷网络结构,这导致所希望的耐溶剂性和耐水性。硅烷化聚氨酯分散体系是快速固化产品,它用大量残留的异氰酸根并且显示出更高的物理性能。

有这些树脂制造的产品显示出快速固化,更好的耐久性,以及提高了粘合能力、延伸率、拉伸强度、导电性、韧性、耐磨擦性和耐化学腐蚀性。在这个工作中,稳定的硅烷化聚氨酯体系被制备和表征,并且结果与纯聚氨酯和二胺扩链聚氨酯进行对比。

实验原料是实验室级化学制品并且被直接使用,除了聚酯多元醇。聚酯多元醇在使用之前需要在真空箱里保持100摄氏度2天。N-甲基-2-吡咯烷酮和丙酮要在充分干燥的分子筛中保存。

颗径尺寸是通过一个BI ZPA的分子筛测量的。分散体系的黏度是25摄氏度下通过布鲁克菲尔德LVDV-2的粘度计测量的。密封瓶中的分散体系是保存在室温下去检测储存稳定性。聚合物的傅里叶变换红外(FTIR)光谱是由Broker Tensor 27 FTIR分析仪在室温下400-4000cm-1的条件下测量的。

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