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親水性多異氰酸酯固化劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-25 16:22:11 |
采用聚乙二醇混合單甲醚與HDI三聚體反應(yīng)制備了親水性多異氰酸酯固化劑，考察了不同親水性表面活性劑對(duì)改性多異氰酸酯親水性的影響。
結(jié)果表明，選用平均相對(duì)分子質(zhì)量為500的聚乙二醇混合單甲醚作為親水單體，nNCO/nOH為6B1，制備的親水性多異氰酸酯固化劑具有較好的乳化效果。
在環(huán)境友好型涂料中，雙組分水性聚氨酯涂料由于將溶劑型雙組分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量結(jié)合起來，因而備受矚目，成為環(huán)保型涂料領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。
雙組分水性聚氨酯主要由水性羥基組分(A組分)和多異氰酸酯固化劑(B組分)構(gòu)成，選擇合適的B組分對(duì)于最終膜的性能具有重要意義。
用于雙組分水性聚氨酯涂料的固化劑分為兩類:未作改性的多異氰酸酯和經(jīng)過改性的親水多異氰酸酯。未作改性的多異氰酸酯由于難與水性羥基組分均勻混合，容易發(fā)生相分離，在雙組分水性體系中的應(yīng)用受到限制。
為了解決固化劑與水性羥基組分的混合問題，人們自然想到用親水組分對(duì)其進(jìn)行改性，制備出含親水鏈段的多異氰酸酯。然而多異氰酸酯組分極易與水發(fā)生反應(yīng)，因而人們很長(zhǎng)時(shí)間都認(rèn)為制備親水的多異氰酸酯沒有意義，這個(gè)觀點(diǎn)直到JacobsPB，等的研究成果才被打破。
他用聚乙二醇單甲醚改性HDI三聚體，得到了一種能分散于水的多異氰酸酯固化劑，并且該固化劑分散在水中相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后仍可以使用，這就使得親水性多異氰酸酯固化劑有了用武之地。
自此，國(guó)內(nèi)外對(duì)多異氰酸酯進(jìn)行親水改性的研究報(bào)道逐漸增多，主要以非離子型改性為主，也有進(jìn)行離子型改性、非離子型和離子型復(fù)合改性的報(bào)道。另據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)三聚體具有穩(wěn)定的六元環(huán)結(jié)構(gòu)及較高的官能度，粘度較低，易于分散，適宜作親水改性。
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。
本實(shí)驗(yàn)從降低原料成本出發(fā)，采用聚乙二醇混合單甲醚(PEGMM)代替純的聚乙二醇單甲醚來改性HDI三聚體，得到了性能較為優(yōu)良的具有親水性的多異氰酸酯固化劑。
實(shí)驗(yàn)原料：HDI三聚體(NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2314%，粘度1000~1500mPa#s)，工業(yè)品;二丁基二月桂酸錫(DBTL)，化學(xué)純;非離子表面活性劑(OP-10)，化學(xué)純;脂肪族聚氧乙烯醚(AEO3)，化學(xué)純;聚乙二醇混合單甲醚(PEGMM)，工業(yè)品(以上3種物質(zhì)都須加分子篩，貯存1周后使用)。
實(shí)驗(yàn)儀器及檢測(cè)儀器：傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)，MB3000;GC97系列氣相色譜儀。
制備方法：將裝有攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝管、滴液漏斗的四口燒瓶置于恒溫油浴中，在燒瓶中預(yù)先加入HDI三聚體以及少量的催化劑DBTL，加熱至60e，在強(qiáng)力攪拌下，按nNCO/nOH為6B1，慢慢滴加PEGMM，恒溫反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)定NCO基含量，如達(dá)到理論值，終止反應(yīng)即得具有親水性的HDI三聚體。
表征與分析原料和產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)由傅立葉變換紅外光譜儀經(jīng)涂膜法測(cè)定;聚乙二醇混合單甲醚組成由氣相色譜儀測(cè)定;異氰酸酯含量采用/二正丁胺法0測(cè)定。固化劑穩(wěn)定性:在離心試管中加入2mL乳化產(chǎn)物，在2000r/min的高速轉(zhuǎn)速下離心旋轉(zhuǎn)30min時(shí)間，觀察乳液分層。
本實(shí)驗(yàn)用的聚乙二醇混合醚主要含有4種不同相對(duì)分子質(zhì)量的PEGMM。其中相對(duì)分子質(zhì)量越小，含量越高。
a為改性前的HDI三聚體的紅外光譜，PEGMM紅外光譜圖圖3HDI三聚體紅外光譜圖在2270cm-1處有明顯的NCO基特征峰;b為改性后的HDI三聚體的紅外光譜，在3480cm-1處無羥基峰，在2270cm-1處的NCO基繼續(xù)保留，但峰面積有所減小，在3330cm-1和1550cm-1處出現(xiàn)NH峰，這些都說明PEGMM已接枝到HDI三聚體上。
另外，通過二丁胺法測(cè)定產(chǎn)物的)NCO值，得到的實(shí)際值同理論值非常接近。以上表征結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)已將PEGMM接枝到HDI三聚體上得到了預(yù)定的親水性固化劑。
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