|
|
|
聚氨酯固化劑改性
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-5-4 11:47:18 |
聚氨酯固化劑改性常用方法有外乳化法和內(nèi)乳化法。外乳化法是直接將乳化劑加入其中，進(jìn)行物理混合。外乳化法存在粒徑大小差別大、相容性差、乳化劑成膜后容易游離于成膜物表面等問題，使得成膜物表面具有親水性，涂膜的耐水性降低。
因此，聚氨酯固化劑改性中的外乳化法只能應(yīng)用于制備對(duì)耐水性要求不高的材料。聚氨酯固化劑改性中的內(nèi)乳化法是在聚氨酯預(yù)聚體中直接引入親水基團(tuán)或含有親水基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑進(jìn)行化學(xué)改性，制備出的固化劑與水混合后，分子中親水基團(tuán)朝向水相，不但可以保護(hù)NCO基團(tuán)，且親水基團(tuán)的相互排斥能夠使多異氰酸酯穩(wěn)定的在水中分散;固化成膜后，成膜物中不存在游離的親水性小分子，較外乳化法在耐水性、耐溶劑性及物理機(jī)械性能等方面均有明顯改善。
根據(jù)引入親水基圖的種類，親水改性主要可分為非離子改性、離子改性、非離子和離子混合改性。
非離子改性一般是將含有環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷等親水基團(tuán)引入多異氰酸酯中。改性后的聚氨酯固化劑不僅具有一定的親水性，并且剩余的NCO基團(tuán)被包裹住，使其能夠穩(wěn)定的存在于水中。
吳勝華等采用聚乙二醇單甲醚(MPEG)與HDI三聚體為主要原料制備了親水性聚氨酯固化劑。測(cè)試結(jié)果表明：親水單體MPEG平均相對(duì)分子質(zhì)量為500，NCO基團(tuán)與羥基物質(zhì)的量比6∶1時(shí)，制備的水性聚氨酯固化劑性能良好。
Lai等采用IPDI與三羥甲基丙烷(TMP)反應(yīng)，以MPEG為親水性鏈，制備了水性聚氨酯固化劑，該固化劑顯著改善了水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能。
離子改性可分為陽離子改性和陰離子改性2種方法。
陽離子改性是將含陽離子的物質(zhì)(如吡啶鎓鹽、咪唑鎓鹽、季銨鹽等)引入多異氰酸酯中，再將其與酸反應(yīng)中和成鹽，即可得到具有親水性的多異氰酸酯。申相輝等以2，4-TDI和聚乙二醇(PEG 1000)為主要原料、N-甲基二乙醇胺(MDEA)為親水?dāng)U鏈劑、乙酰苯胺為封閉劑，用自乳化法合成了親水改性的聚氨酯固化劑。
二乙基甲苯二胺產(chǎn)品用途
DETDA是一只十分有效的聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑，尤其適用于RIM（反應(yīng)注射成型）和SPUA（噴涂聚脲彈性體）上；同時(shí)也可用作是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹脂的芳香族二胺固化劑，用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑，也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴(kuò)鏈劑。 detda是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應(yīng)速度快，脫模時(shí)間短、初始強(qiáng)度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點(diǎn)。另外該品還可用作彈性體、潤(rùn)滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑，以及化學(xué)合成中間體。
含陽離子基團(tuán)的羥基樹脂合成比較復(fù)雜，可使用的產(chǎn)品較少，且陽離子改性所需合成步驟多、成本高，陽離子的存在導(dǎo)致NCO基團(tuán)與活潑氫反應(yīng)，降低了體系的穩(wěn)定性，應(yīng)用價(jià)值不大，故很少選用。
陰離子改性后的聚氨酯固化劑pH小于7，能夠延緩NCO基團(tuán)和水的反應(yīng)速度，從而延長(zhǎng)使用時(shí)間，所以此法比陽離子改性更為常用。羧酸鹽、磺酸鹽、磷酸鹽是常見的陰離子改性物質(zhì)，通過引入含羧基或磺酸基等陰離子基團(tuán)，再加入中和劑(如三乙胺、N-甲基哌啶或N-甲基吡咯等)進(jìn)行中和，制得能夠穩(wěn)定分散于水中的聚氨酯固化劑。
Laas等以環(huán)己胺基丙磺酸和環(huán)己氨基乙磺酸為改性劑，制得親水的聚氨酯固化劑。結(jié)果表明，此磺酸改性的聚氨酯固化劑不需要高剪切力就能夠在水中均勻分散且具有很好的貯存穩(wěn)定性。紀(jì)學(xué)順等采用新型的氨基磺酸與HDI三聚體反應(yīng)改性聚氨酯固化劑。
結(jié)果表明：在N，N-二甲基環(huán)己胺與氨基磺酸物質(zhì)的量比為1.05、溫度為100℃、反應(yīng)時(shí)間為4h、氨基磺酸用量為2.5%～3.0%條件下，可制備出高性能、易分散的水性聚氨酯固化劑。
耐空蝕涂料的特性是極強(qiáng)的耐磨性，因此需要高彈性樹脂去吸收水射流沖擊表面后形成的能量，表面的聚合物基層脫離時(shí)添加混合的無機(jī)強(qiáng)化材料來抵御沖擊、提高耐磨及耐久性。
如用無機(jī)物填料結(jié)合彈性樹脂并以此為商業(yè)化。利用納米晶須無機(jī)物過濾，對(duì)納米填料進(jìn)行表面改質(zhì)而制造出聚合物 - 納米合成物 , 并使其分散在樹脂內(nèi)提升耐久性及耐腐蝕性，使用無機(jī)硅酸鹽填料的無機(jī)類高耐腐蝕涂料與導(dǎo)入玻璃粉末的船舶涂料。近來碳納米管 , 納米石墨 , 石墨烯 , 蒙脫石等納米級(jí)填料應(yīng)用及改善耐磨性的產(chǎn)品被一一開發(fā)。
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 |
|
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
