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TDI固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-6-22 12:09:50 |
本文系統(tǒng)的研究增加催化劑用量和延長催化劑作用時間兩種思路對TDI固化劑所產(chǎn)生的影響，包括對固化劑粘度、儲存性能以及對漆膜的影響。
文中通過去游離方法對分子量大小及其分布及TDI固化劑性能的影響對比，研究了兩種方法的優(yōu)缺點。
目前市場上的聚氨酯樹脂多以雙組份的形式與其他樹脂搭配使用，通常聚氨酯以固化劑預(yù)聚體的形式存在。使用時，將固化劑（A組分）與羥基樹脂（B組分）兩組分混，在常溫或高溫交聯(lián)固化成膜。
多異氰酸酯是制造固化劑的重要原料，涂料行業(yè)中常用的異氰酸酯為TDI、HDI、MDI及IPDI等四種，應(yīng)用最多的是甲苯二異氰酸酯(TDI)。
使用TDI固化劑，涂膜具有高光澤、高硬度、耐水、耐油、耐溶劑及耐酸堿等優(yōu)點，但不足之處除遇光(紫外光)后會嚴(yán)重泛黃、老化及失光外，縮聚剩余的游離TDI含量可達3％，影響人們的身體健康。
幾年聚氨酯漆膜游離TDI含量的國家標(biāo)準(zhǔn)由0.7%提高到0.5%以下，這表明固化劑中游離TDI必須降至1.1％以下，對去游離要求進一步提高[1]。目前去游離單體方法大體分為三種，分子蒸餾法、溶劑萃取法以及化學(xué)催化法[2]，其中前兩種為物理方法，其優(yōu)點是處理后的固化劑粘度低便于施工、存儲期相對較長以及游離單體去除徹底，但缺點是設(shè)備費用昂貴、操作復(fù)雜、生產(chǎn)周期長且溶劑消耗量大，國內(nèi)工業(yè)鮮有應(yīng)用?；瘜W(xué)催化法通常是在固化劑反應(yīng)到一定程度后，加入胺類催化劑使未參與反應(yīng)的游離單體進行三聚反應(yīng)，已達到降低游離異氰酸酯的目的，此法是國內(nèi)最普遍使用的方法。
游離TDI去除效果與很多因素有關(guān)，如溶劑極性、溫度、反應(yīng)時間以及投料方式都會影響最終產(chǎn)品的游離TDI含量。催化劑種類不同催化效果也不同，有機金屬類的催化效果要好于胺類催化劑，但也帶來儲存期短、色度不佳等諸多弊病，工業(yè)生產(chǎn)固化劑多采用胺類催化劑。
化學(xué)法去除固化劑中游離TDI是在縮聚反應(yīng)后期加入一定量的三聚催化劑，催化未反應(yīng)的TDI三聚降低游離含量。如何更好的降低游離TDI含量，目前主要有兩種思路，一種是靠提高催化劑用量降低固化劑中游離TDI的含量；第二種是使用有限量的催化劑，靠延長催化劑作用時間降低游離含量。
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，脫模時間短、初始強度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點。另外該品還可用作彈性體、潤滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑，以及化學(xué)合成中間體。
下面按兩種工作思路詳細(xì)進行合成固化劑實驗。
（1）實驗原料
甲苯二異氰酸酯(TDI-80/20)，工業(yè)品，甘肅銀光；三羥甲基丙烷(TMP)，國產(chǎn)工業(yè)品；溶劑：乙酸乙酯、醋酸丁酯，二甲苯和環(huán)己酮，國產(chǎn)工業(yè)品；DMP-30催化劑，國產(chǎn)工業(yè)品；抗氧劑：BHT、1010，國產(chǎn)工業(yè)品；磷酸，國產(chǎn)工業(yè)品；底漆羥基樹脂，嘉寶莉。
（2）實驗方案
將一定比例的T-80、三羥甲基丙烷、和乙酸乙酯與乙酸丁酯的混合溶劑加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫到65℃±1℃后保溫1h，保溫完后用10min時間勻速升溫至70℃±1℃，保溫1.5h；降溫至60℃～61℃加入催化劑繼續(xù)反應(yīng)。NCO達到8.6±0.2%時，加入終止劑和剩余溶劑。用此方案研究兩種使用催化劑工作思路的優(yōu)缺點。
（3）檢測方法
NC0%：二正丁胺—鹽酸滴定法
游離TDI％：氣相色譜分析法
粘度：GB1723—79 涂4杯測定法
色澤：GB 1722—79鈷鐵色度比色法
漆膜硬度：GB1730—93
漆膜柔韌性：GB1731—93
漆膜沖擊強度：GB1732—93
分子量分布：聚乙二醇作內(nèi)標(biāo)物的凝膠色譜檢測法
實驗中按上述方案分為7組，每組都在反應(yīng)進行到NCO為10.10%左右降溫加入催化劑DMP-30，并反應(yīng)到NCO為8.6%左右。
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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