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自乳化聚氨酯扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-8-6 20:49:42
 本文介绍自乳化聚氨酯扩链剂

采用预聚体分散法合成自乳化聚氨酯乳液,讨论了乙二胺自乳化聚氨酯扩链剂对乳液及胶膜性能的影响,并将乙二胺自乳化聚氨酯扩链剂与用水作扩链剂的乳液及胶膜性能进行了对比。

扩链剂乙二胺的酰基化改性影响。从合成产物的红外光谱图中可以看到,在1652cm-1左右处有很强的吸收峰,对应C=O的伸缩振动,即酰胺带。在3292cm-1处的谱带是游离的N-H的伸缩振动,3087cm-1处的谱带是形成氢键而缔合的N-H的伸缩振动,均成单峰,说明为仲酰胺;1556cm-1处的谱带是N-H的弯曲振动,强度大,非常特征,即酰胺带;1289cm-1处的谱带是C-N的伸缩振动,即酰胺带。根据这些特征峰的存在,可以推断合成产物的化学式为H3COCHN(CH2)2NHCOCH3,符合预期的化学结构。

氮含量的测定。测得合成产物的氮为19。39%,乙二胺与冰乙酸反应可能有如下3种产物,其化学式分别为H3COCHN(CH2)2NHCOCH3,(H3COC)2N(CH2)2NHCOCH3,(H3COC)2N(CH2)2N(COCH3)2,其理论氮含量分别为19。44%,15。05%,12。28%。而实测值为19。39%,与19。44%接近,所以可以推断合成产物的化学式为H3COCHN(CH2)2NHCOCH3。核磁共振氢谱分析。

采用1H-NMR对合成产物进行表征,合成产物的1H核磁共振谱图可以看到,乙二胺酰基化改性后的质子共振吸收峰均出现。在化学位移=3。10处(s,4H),为原乙二胺两个亚甲基的氢吸收峰,在=1。78处(s,6H),为乙酰基上两个甲基氢的吸收峰,-NH-的活泼氢峰与D2O峰在=4。65处重叠。1H核磁共振谱图分析的结果进一步证明,合成产物为二乙酰乙二胺,其化学结构为CH3OCHNCH2CH2NHCOCH3。

扩链剂反应活性的测定。扩链剂的种类不同,其活性也有很大区别,选择适当的扩链剂可以控制凝胶时间。本体系采用的是二胺类扩链剂,一般来说如果扩链剂的胺基接在吸电子基团上,则其容易给出活性H+,这一类扩链剂就相对活泼;如果胺基接在富电子基团上则对胺基上H+的稳定性有利,因此会减弱二胺类扩链剂的活性。扩链剂的活性与整个二胺的分子结构及空间位阻等因素也有一定的关系。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,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。



按照D-2000扩链剂=73(质量比),NCO指数为1。05,算得药品用量,测得乙二胺扩链剂体系的凝胶时间为4。6s,而在相同情况下,用二乙酰乙二胺扩链的聚脲的凝胶时间为53s。这一实验结果表明,用二乙酰乙二胺作扩链剂,可大大降低聚脲的反应速率,延长凝胶时间。乙二胺分子结构简单空间位阻小,胺基上的H+活性很大,而改性的新扩链剂二乙酰乙二胺,在结构上以-COCH3取代了原结构上的活泼H原子,增加了位阻效应,且-COCH3为供电子基团,从而降低了其反应活性,延长了凝胶时间。

异氰酸酯同各种活泼氢化合物的相对反应活性以酰胺基最小。本文采用酰基化方法对二胺扩链剂乙二胺进行改性,合成全新的位阻型酰胺扩链剂二乙酰乙二胺。

主要药品。乙二胺EDA,分析纯;磷酸、冰乙酸,分析纯。

合成工艺。在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中,先加入30。00g的乙二胺,然后控制温度在80以下,在50min内滴加完90g冰乙酸和0。45g磷酸的混合物。滴加时,四口瓶中冒白烟,产生大量白色固体。滴加完后加热回流2h,并控制温度在120。期间反应物变成黄色有粘性的液体。回流结束,蒸馏出反应产生的水,再回流,总反应时间3h。反应完后,倒出反应物,放置一段时间后称重、研磨、抽滤、洗涤,最后在120下真空干燥至恒重,彻底去除残留的乙酸,得到产物。

产品的精制。将一定量的合成产物加入烧杯中,同时加少量的蒸馏水,用封闭式电炉对其进行加热,制备热饱和溶液。热饱和溶液稍冷却后,加入1%~5%(以合成产物质量比)左右的活性炭进行脱色。加入活性炭后摇匀,使其均匀分布在溶液中,然后加热微沸5~10min。最后用布氏漏斗进行减压抽滤,抽滤前先将布氏漏斗预热,并用少量溶剂润湿滤纸。待滤纸紧贴后迅速倒入热的待过滤液,并用极少量热溶剂洗涤锥形瓶及活性炭等。

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