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聚氨酯固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-6-4 21:42:53 |
加料方式對合成預(yù)聚物性能的影響。在聚氨酯固化劑的合成工藝中，加料方式有多種，而且不同的加料方式對產(chǎn)物影響較大。
本文試驗了3種加料方式，第1種是一次加料，即將脫水的TMP、TDI和醋酸丁酯一起加入到反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。該法的優(yōu)點是工藝簡單，節(jié)約設(shè)備，縮短反應(yīng)時間。然而一次加料的方式中，反應(yīng)過程中的溫度難控制，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量分布不均勻，黏度大。
第2種是將固體的TMP分次加料，即分多次將固體TMP加到TDI-醋酸丁酯溶液中進(jìn)行反應(yīng)。第3種是將脫水后的TMP保溫在60℃以上(防止TMP析出)，在攪拌下將TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶__液中進(jìn)行反應(yīng)。
TDI相對于TMP過量，4位—NCO反應(yīng)幾率較大，因而反應(yīng)均勻。而且滴加法反應(yīng)過程容易控制，反應(yīng)趨于理想化，合成的產(chǎn)品相對分子質(zhì)量分布均勻，黏度低，在薄膜蒸發(fā)器中分離游離TDI過程中操作穩(wěn)定。所以選擇用第3種加料方式進(jìn)行加料。
溶劑的影響。在相同溫度及固含量，不同溶劑體系的黏度是不相同的。早期用環(huán)己酮作溶劑以完成均相加成反應(yīng)，但產(chǎn)物顏色深，氣味大，不宜使用。后來的研究中，多用甲苯、反應(yīng)溫度的影響。
溫度是TDI-TMP加成反應(yīng)重要的影響因素。反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速度越快，反應(yīng)完成所需時間越短，但是反應(yīng)溫度越高，副反應(yīng)越多，產(chǎn)物的黏度越大，各種物料越容易被氧化，產(chǎn)物的顏色越深，而且反應(yīng)溫度越高，TDI分子的2個—NCO基團(tuán)的活性差異越小，這樣得到的產(chǎn)物相對分子質(zhì)量分布越不均勻。
另一方面，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，外界所給予的能量越多，越不利于反應(yīng)的控制，反應(yīng)體系黏度迅速增加甚至有可能造成凝膠。因此，在合成反應(yīng)中要避免高溫。表3為反應(yīng)溫度對產(chǎn)物性能的影響。
溫度對產(chǎn)物的黏度和顏色影響較大，對產(chǎn)物的固體分含量、密度、—NCO值影響不大。TMP在低于40℃時易析出，因此反應(yīng)低限溫度不宜低于40℃。本實驗突破了先低溫再高溫反應(yīng)的傳統(tǒng)思路，采用一直在較低溫度下反應(yīng)，適當(dāng)增加反應(yīng)時間。
二乙基甲苯二胺(DETDA)
Cas號：68479-98-1
海關(guān)編碼HS：292159090
產(chǎn)品最重要的指標(biāo)：淡黃色至琥珀色透明液體，含量≥98%，水分≤0.1%，色度≤150
退稅：目前二乙基甲苯二胺(detda)退稅為17%。
原材料：甲苯二胺(TDA)和乙烯為原料。
屬于幾類危險品：以9類危險品出口。
包裝方式：凈重200KG/鍍鋅鐵桶(一個小柜打托裝16噸)、1000KG/IB桶（一個小柜裝18噸）或23噸ISOTANK。
結(jié)果表明，反應(yīng)不僅能夠進(jìn)行，而且趨于理想反應(yīng)，所得到的反應(yīng)產(chǎn)物顏色淺，相對分子質(zhì)量小，黏度低，流動所需溫度低，這樣的產(chǎn)物適合在薄膜蒸發(fā)器中進(jìn)行游離TDI的分離。
因此，該合成反應(yīng)選擇在較低溫度下進(jìn)行，延長反應(yīng)時間使反應(yīng)完全，反應(yīng)溫度控制在50℃，1h滴加完全后，再繼續(xù)反應(yīng)4h，得到的加成產(chǎn)物直接在薄膜蒸發(fā)器上進(jìn)行游離TDI的分離，得到了性能優(yōu)良的無毒固化劑。
二甲苯和醋酸丁酯的混合溶劑，效果較佳。本研究中，采用單一溶劑醋酸丁酯，是因為單一的溶劑其物理特性單一，便于后處理中的分離，分離后的溶劑循環(huán)使用。
合成了相對分子質(zhì)量小、黏度低、流動所需溫度低的適合在薄膜蒸發(fā)器中進(jìn)行游離TDI分離的TDI-TMP預(yù)聚物。研究表明：低溫有利于反應(yīng)向理想方向進(jìn)行，且產(chǎn)物顏色淺；TDI過量越多，反應(yīng)越接近理想反應(yīng)，TMP及溶劑必須脫水，采用單一的醋酸丁酯溶劑，便于分離后循環(huán)使用。
得出了合適的合成工藝：反應(yīng)溫度控制在50℃，在攪拌下將TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶液中進(jìn)行反應(yīng)，1h滴加完全后，再繼續(xù)反應(yīng)4h，TDI和TMP的質(zhì)量比為5∶1。合成的固化劑適合在薄膜蒸發(fā)器中進(jìn)行游離TDI的分離，分離后得到的聚氨酯固化劑性能指標(biāo)按1.3方法測得結(jié)果如下：w(殘余TDI)≤0.4%，w(固含量)≥75%，w(—NCO)≥13.0%。
聚氨酯由兩相來組成，包括軟段和硬段，軟段是長鏈多元醇，硬段是由異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑構(gòu)成。聚氨酯是由異氰酸酯和多元醇反應(yīng)先生成預(yù)聚體，然后與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)硫化制得。有時使用“一步法”來合成聚氨酯以降低成本和增加反應(yīng)速度。所謂“一步法”就是將多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑混合，一步反應(yīng)生成聚氨酯。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.mctechserv.com
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