本文介紹側(cè)長鏈烷基聚氨酯擴(kuò)鏈劑。
一種側(cè)長鏈烷基聚氨酯擴(kuò)鏈劑的制備方法及其產(chǎn)品。該制備方法包括以下步驟：原料準(zhǔn)備：二異氰酸酯、高級(jí)脂肪醇、多羥基化合物、催化劑、有機(jī)溶劑；多羥基化合物脫水預(yù)處理；二異氰酸酯烷基化；多羥基化合物烷基化制得側(cè)長鏈烷基聚氨酯擴(kuò)鏈劑。
制備方法的操控性強(qiáng)，設(shè)備簡單。采用該方法制備的側(cè)長鏈烷基聚氨酯擴(kuò)鏈劑可用于各種聚氨酯材料的制備，以向聚氨酯高分子中引入較高含量的側(cè)長鏈烷基，賦予聚氨酯材料明顯的拒水防污性能，具有良好的市場前景；產(chǎn)品安全環(huán)保，使用方便。
預(yù)聚合和中和反應(yīng)。以 DB TDL 作催化劑 ,PPG 、 DMPA 和 TDI 在 75 ～ 80 ℃ 下反應(yīng) 3 h 。 DMPA 中的羥基用 TEA 在40 ～ 50 ℃ 下進(jìn)行中和。中和之后 , 把以 — NCO 封端的預(yù)聚物分成 2 份 , 其中一份加入 10 %( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 的丙酮 , 并高速攪拌 15 min 。
水分散和擴(kuò)鏈反應(yīng)。當(dāng)以 — N H 2 (HYD 和 EDA) 作擴(kuò)鏈劑時(shí) , 上述 2 份預(yù)聚物均以去離子水在 20 ℃ 下分散 , 加入擴(kuò)鏈劑 , 35 ℃ 下恒溫 1 h 。 當(dāng)以 — OH(EG) 作擴(kuò)鏈劑時(shí) , 擴(kuò)鏈反應(yīng)在分散前進(jìn)行 , 以避免羥基和水之間的競爭。在 45 ℃ 下進(jìn)行0 . 5 h 的擴(kuò)鏈反應(yīng) , 然后加入水 , 30 ℃ 下恒溫 1 h 以上。加不加丙酮均可 , 即使有丙酮存在 , 反應(yīng)體系的黏度仍很高。這樣可獲得固含量為 35 % 的聚氨酯。
檢測方法。把擴(kuò)鏈后的聚合物分別涂布在相應(yīng)試件的水平表面上 , 室溫下干燥 7 d , 然后在 60 ℃ 下再干燥 12 h : 以 HYD 和 EDA 為擴(kuò)鏈劑的聚脲涂布在玻璃試件上 , 以 EG 為擴(kuò)鏈劑的聚氨酯涂布在聚四氟乙烯表面。涂膜取下后 , 放置在干燥器中 , 避免與潮濕的空氣接觸。涂膜的厚度控制在 1 mm 以內(nèi)。 按 GB 5210 — 85 測試方法測試該涂料與木材之間的附著力。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實(shí)現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實(shí),加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時(shí)間。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。
聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體
涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
擴(kuò)鏈反應(yīng)。將一定質(zhì)量的預(yù)聚體加入三口燒瓶中，然后加入預(yù)聚體質(zhì)量50%左右的丙酮，攪拌使其完全溶解。
以 H YD 和 EDA 作為擴(kuò)鏈劑比以 EG 作為擴(kuò)鏈劑所得的膜彈性要小 , 這是由于 — NCO 與 — N H 2 反應(yīng)形成脲基的緣故。脲基中有 2 個(gè)氮原子可形成氫鍵 , 而氨基中只有 1 個(gè)氮原子可形成氫鍵。因此 , 脲基的存在 , 使材料的結(jié)晶性、剛性和脆性都增加了。
在低的 — NCO/ — OH 比值時(shí) , 用 EDA 形成的膜比用 H YD 的膜更脆。其原因也許是在 2 個(gè)脲基之間由 EDA 形成的 — CH 2 — CH 2 — 鏈段使硬段具有柔性以及與由 PP G 形成的軟段有更多的兼容性。這時(shí) , 硬段與軟段的可混合性加強(qiáng)了 , 這是由于 PPG 形成的醚鏈與胺鏈或脲鏈間的氫鍵的相互作用。另一 方面 ,H YD 使硬段具有更大的極性 , 從而軟段與硬段間的可混合性減小了。
涂膜的力學(xué)性能。熱塑性彈性體的力學(xué)行為取決于分子內(nèi)硬鏈段間的相互作用力。以 H YD 為擴(kuò)鏈劑 , 在丙酮存在下 , 以 PPG 為反應(yīng)原料所得的乳液膜的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線。隨著 —NCO/ — OH 的比值增加 , 其應(yīng)變增大 ( 相同應(yīng)力下 ) 。這是由于隨著 — NCO 基團(tuán)的增加 , 鏈段間的氫鍵增加 , 使得其剛性增加 , 從而其對(duì)外力的抵抗作用也增加的緣故。在同一 — NCO/ — OH 比值下 , 在涂膜斷裂之前 , 應(yīng)力也是隨著應(yīng)變的增大而增大的 , 這是由于隨著應(yīng)變的增大 , 高分子鏈從卷曲狀態(tài)變直 , 其收縮變回原形的趨勢也更強(qiáng)烈 , 于是產(chǎn)生的應(yīng)力也就增大。但是 , 產(chǎn)生的應(yīng)變較大后 , 高分子鏈幾乎成為一條直線 , 再增大應(yīng)變 , 應(yīng)力增大幅度明顯減小。
以不同的原料 (P 1 、 P 2 和 P 12 ) 和在分散過程中是否加入丙酮所得膜的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線對(duì)比。從有丙酮存在的 AR (acetone in reaction) 線可看出 , P 2 膜的彈性最好 ( 即應(yīng)變相同時(shí) , 應(yīng)力最小 ) , P 12 居中 ,P 1 最差。無丙酮存在的 PD 線 (pure dispersions) 也可見是如此。這是因?yàn)?P 2 分子鏈比 P 1 分子鏈長 , 以 P 2 為原料 , 增加了軟段的長度 , 形成的氫鍵減小 , 軟段與硬段間的作用減小 , 從而軟段與硬段的相分離加劇。
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固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
