|
|
|
無溶劑和高固含量聚氨酯涂料的固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-5-1 22:28:56 |
隨著人們環(huán)保意識的增強，開發(fā)低污染、高性能、多功能的環(huán)保型水性涂料成為涂料技術發(fā)展的方向。這促進了無溶劑和高固含量聚氨酯涂料的固化劑的研究與開發(fā)。
水性聚氨酯涂料與溶劑型聚氨酯涂料一樣具有優(yōu)良的性能，涂膜硬度高，附著力強，耐磨性高，廣泛應用于工業(yè)防護、木器家具和汽車涂飾等方面。
水性聚氨酯所用的多異氰酸酯固化劑一般是不含有機溶劑的液態(tài)固化劑，使用時分散于水。
無溶劑和高固含量聚氨酯涂料的固化劑國外早有開發(fā)。20世紀70~80年代，開發(fā)了無溶劑或高固含量聚氨酯涂料固化劑。其中Rubinate系列是MDI基水性聚氨酯固化劑，其它的屬HDI系列固化劑。WT系列是水性聚氨酯固化劑，其它的是無溶劑和高固含量聚氨酯涂料的固化劑。HDI衍生物是不黃變、耐候性優(yōu)良的環(huán)境友好型固化劑。
為了適應日趨嚴格的環(huán)保要求和減輕游離異氰酸酯單體對人體的危害，國內已做了許多工作，目前不少涂料企業(yè)已能生產(chǎn)出低游離異氰酸酯含量的聚氨酯涂料固化劑。
北方涂料工業(yè)研究設計院充分利用TDI不同異構體及不同取代位上的NCO基團反應活性的差異，通過配方的設計、反應條件及工藝的控制，制成的固化劑成品中游離TDI的質量分數(shù)僅為0.15%~ 0.5%。
HDI縮二脲的合成工藝研究及工業(yè)化進展 HDI縮二脲是一種重要的無溶劑聚氨酯涂料固 化劑，國內對該產(chǎn)品的研究已持續(xù)多年。對HDI縮二脲的合成方法進行了深入研究，已能抑制副產(chǎn)物聚脲的生成，從而解決了該產(chǎn)品的工業(yè)化難題。
聚氨酯漆（包括配制稀釋后）中揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量，低光澤的!700g/L，高光澤的!600g/L；苯含量應!0.5%，甲苯和二甲苯總含量應!40%，游離TDI含量應!0.7%。另外Gb18583-2001“室內裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質限量”中對溶劑型聚氨酯膠粘劑中的有害物質含量也作了限制。
將HDI1512g、水18g溶于 350g的乙二醇甲醚醋酸酯中， 在160C反應1h，然后經(jīng)薄膜蒸發(fā)工藝回收HDI及溶劑，得到HDI縮二 脲，其NCO質量分數(shù)為23.7%，粘度（25C）為1200mPa?s，游離HDI質量分數(shù)為0.2%。
游離異氰酸酯單體脫除工藝和設備研究。低游離異氰酸酯聚氨酯涂料固化劑產(chǎn)業(yè)化的關鍵是游離異氰酸酯單體的去除工藝和設備。對于國內常用的TDI-TMP加成物，生產(chǎn)廠家一般采用TDI與TMP摩爾比值為3.0~3.2進行反應，所得產(chǎn)品的游離TDI單體質量分數(shù)可高達6%。
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。它與聚氨酯預聚體的反應速度比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，以及化學合成中間體。
用溶劑萃取法或者向中間產(chǎn)品中加入三聚催化劑低溫反應，都不是工業(yè)化生產(chǎn)的最佳方法。因為這兩種方法除了生產(chǎn)周期長之外，產(chǎn)品質量可能不佳。
采用目前較為先進的“組合式”薄膜蒸發(fā)連續(xù)化生產(chǎn)工藝，能高效快捷地將固化劑粗品中游離異氰酸酯單體質量分數(shù)降至0.5%以下。
例如，固含量為100%的涂料固化劑擴試產(chǎn)品，NCO質量分數(shù)約為22.4%，25C粘度在5Pa?s左右，游離TDI單體質量分數(shù)在0.24%~0.50%之間；固含量為75%的涂料固化劑產(chǎn)品，NCO質量分數(shù)為11.5%~13.5%，25C粘度在2Pa ?s左右，游離TDI質量分數(shù)在0.23%~0.38%。
聚氨酯涂料固化劑，簡述了在降低異氰酸酯類固化劑中的有機溶劑及游離異氰酸酯單體含量方面所取得的進展。
聚氨酯涂料對環(huán)境產(chǎn)生的影響主要來自兩個方面：其一是涂料中所含的有害溶劑；其二是固化劑中 所含的游離異氰酸酯單體。異氰酸酯類固化劑是聚氨酯涂料的一個重要組分。所謂環(huán)境友好固化劑，是指不含或只含少量上述有害物質的涂料固化劑。
環(huán)境友好型異氰酸酯固化劑是聚氨酯涂料固化劑的主要發(fā)展方向。溶劑和游離異氰酸酯單體的危害及其對策。傳統(tǒng)的涂料固化劑是用有機溶劑配制而成，在使用過程中，會有溶劑揮發(fā)排向大氣，造成大氣污染。大多數(shù)有機溶劑是有毒化學品。
文章版權：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|擴鏈劑|交聯(lián)劑
