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脂肪族聚氨酯脲扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-17 12:17:44
本文介绍脂肪族聚氨酯脲扩链剂

用脂肪族聚氨酯脲扩链剂合成了含不同分子量柔性间隔基的扩链脲(Ui),并对其与双氰双胺共同固化环氧树脂体系的反应活性、抗冲击性能、动态力学性能、形态结构及贮存性能进行了考察。

脂肪族聚氨酯脲扩链剂实验结果表明含分子量为400的聚乙二醇柔性链的扩链脲/双氰双胺/环氧树脂固化体系的抗冲击强度较单纯双氰双胺/环氧树脂固化体系提高了7倍左右,其冲击试样断面电镜照片呈韧性断裂的特征。扩链脲的反应活性基本不受分子中聚乙二醇链段分子量的影响。环氧树脂/扩链脲/双氰双胺体系在50℃下贮存期可达1~2天。

设计以聚己二酸己二醇酯二醇为低聚物二元醇,乙二醇为扩链剂,控制预聚反应中聚酯二元醇与亲水性扩链剂二羟甲基丙酸的摩尔比不变,而单独 改变低分子扩链剂乙二醇的含量制备了一组乳液,并对乳液及涂膜性能进行了分析。

聚氨酯的力学性能不仅与硬段的结构有关,而且还取决于硬段与硬段之间形成的氢键数目。可以看出以乙二醇为扩链剂,改变扩链剂用量所 得聚氨酯材料的力学性能有着显著的差异。由于随着扩链剂用量的增大,聚氨酯硬段结构中存在氨酯、脲、酯、醚等基团而产生氢键的数量和分布发生了变化。这一点可以从图1PHA型聚氨酯的IR谱图中看出。

聚氨酯涂膜在3343cm-1左右有很强的吸收峰,而3451cm-1处几乎看不到吸收峰的存在,说明脲基上的—NH—已几乎完全氢键化;在1640cm-1处有一较强的吸收峰,而1695cm-1处几乎看不到吸收峰的存在,说明聚氨酯脲基上的C O大部 分处于氢键化。形成的氢键起到“交联”作用,从而大幅度提高了材料的力学性能[7]。此外,膜的断裂伸长率也随着聚氨酯中硬段的增多而逐渐下降。还可以看出,起初随着扩链剂用量的不断增加,材料的亲水性逐渐下降,膜的吸水率不断减小,而当扩链剂含量达到一定时,体系中氢键对材料的影响作用增大,氢键的亲水性较好,所以膜的吸水率又随着扩链剂含量的进一步增大而增大。

研究了乙二醇、1,42丁二醇、一缩二乙二醇 及1,62己二醇四种扩链剂体系对水性聚氨酯乳液的影响,以乙二醇为扩链剂可以得到一组稳定性较好的乳液,固含量最好控制在3210%~3710%之间。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


扩链剂的加入有助于形成聚氨酯材料的硬段结构,从而对材料的力学性能有重要影响。以乙二醇为扩链剂制备的PTMG型和PHA型聚氨酯涂膜的拉伸强度最高,断裂伸长率适中。

体系中扩链剂用量的多少决定着硬段结构中氢键作用的大小,氢键的强弱影响着材料的机械性能,乙二醇扩链剂的较好用量为w=2105%。

聚氨酯扩链剂-二元胺类

低分子量二胺类化合物与二异氰酸酯反应十分激烈,成胶速度迅速,生产不易控制,但它与异氰酸酯反应生成内聚能高的脲基,能赋予聚氨酯聚合物很好的物理机械性能,为解决反应速度过快、不易控制的缺点,普遍采用受阻胺类化合物。

莫卡(MOCA)

3, 3‘-二氯-4, 4-二氨基二苯基甲烷,由邻氯苯胺和甲醛进行缩合反应,并经中和、醇洗、重结晶等步骤制备的。

聚氨酯扩链剂-其他种类

脂环醇类

1, 4-环己二醇、氢化双酚A

芳醇类

二亚甲基苯基二醇、对苯二酚双-β-羟乙基醚、间苯二酚羟基醚

其他类

-甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚、过氧化二异丙苯、硫磺

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