聚脲材料的固化反應(yīng)是半預(yù)聚物同氨基聚醚與液體胺類擴(kuò)鏈劑之間進(jìn)行的反應(yīng)，在高溫時(shí)，還有半預(yù)聚物同脲基的副反應(yīng)。
1）半預(yù)聚物同端氨基聚醚和液體胺類擴(kuò)鏈劑中的伯胺反應(yīng)
由于氨基聚醚活性很高以及N原子的堿性， 反應(yīng)不需要催化劑就在極短的時(shí)間內(nèi)固化成型。因此， 噴涂聚脲彈性體可以在極為苛刻的條件下施工， 即使底材完全被水浸濕或空氣中濕度很大時(shí)，SPUA材料仍沒(méi)有發(fā)泡現(xiàn)象。甚至在很低的溫度下如-20℃，SPUA材料仍會(huì)固化。
從分子結(jié)構(gòu)分析， SPUA材料中的脲基呈現(xiàn)以C=O基團(tuán)為中心的幾何對(duì)稱結(jié)構(gòu)， 比聚氨酯材料的氨基甲酸酯基穩(wěn)定， 所以聚脲材料的耐老化、耐化學(xué)介質(zhì)、耐磨、耐核輻射和耐高溫等綜合性能優(yōu)于聚氨酯。
2）半預(yù)聚物同仲氨基聚醚和液體胺類擴(kuò)鏈劑中的仲胺反應(yīng)
芳香族異氰酸酯與常規(guī)的氨基聚醚（如Jeffamine系列）、液體胺類擴(kuò)鏈劑（如Ethacure 100），反應(yīng)速度極快， 通常凝膠時(shí)間小于3-5s， 因而存在對(duì)底材的潤(rùn)濕能力弱、附著力低、層間結(jié)合不理想、涂層表觀狀態(tài)差、涂層內(nèi)應(yīng)力大等一系列缺點(diǎn)。如果在SPUA配方中加人一部分仲胺基（尤其是位阻型）擴(kuò)鏈劑（如Unilink?4200）或仲胺基聚醚， 可以把凝膠時(shí)間延長(zhǎng)30至60s，涂層具有較好的流平性及附著力， 同時(shí)減少了涂層的內(nèi)應(yīng)力。
3）半預(yù)聚物的交聯(lián)反應(yīng)
SPUA材料要滿足使用要求，常常需要在大分子之間形成適度的化學(xué)交聯(lián)。它可以提高SPUA材料的撕裂強(qiáng)度、耐介質(zhì)性能及壓縮強(qiáng)度，降低壓縮變形率，改善施工性能等?；瘜W(xué)交聯(lián)一般可以采用如下辦法獲得①官能度大于2的多異氰酸酯合成的半預(yù)聚物；②官能度大于2的氨基聚醚與半預(yù)聚物反應(yīng)；③過(guò)量的異氰酸酯與脲基反應(yīng)生成縮二脲交聯(lián)。反應(yīng)生成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
4）半預(yù)聚物同脲的副反應(yīng)
半預(yù)聚物同氨基聚醚或胺類擴(kuò)鏈劑反應(yīng)生成脲基。在100℃以上， 異氰酸酯與脲基就有適中的反應(yīng)速度， 生成縮二脲支鏈或交聯(lián)?？s二脲基團(tuán)的生成， 對(duì)彈性體的耐熱性能、低溫柔韌性以及力學(xué)強(qiáng)度等帶來(lái)不利影響。
4,4'-雙仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡：大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實(shí)現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實(shí),加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時(shí)間。
硬泡：聚氨酯硬泡 – 在有水或無(wú)水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體：涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤(rùn)濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長(zhǎng)釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
異氰酸酯同各種活潑氫化合物的相對(duì)反應(yīng)速度
活潑氫化合物 典型結(jié)構(gòu) 相對(duì)反應(yīng)速度
脂肪族伯胺 R-NH2 100 000
脂肪族仲胺 RR’NH 20 000-50 000
芳香族伯胺 Ar-NH2 200-300
伯醇 RCH2-OH 100
水 HOH 100
羧酸 RCOOH 40
仲醇 RR’CH-OH 30
脲 R-NH-CO-NH-R 15
叔醇 RR’R’’C-OH 0.5
氨基甲酸酯 R-NH-CO-O-R 0.3
酰胺 RCO-NH2 0.1
25℃，無(wú)催化劑
醇、胺等活潑氫化合物與異氰酸酯的反應(yīng)活性順序可歸納如下：脂肪族NH2 > 脂肪族NH > 芳香族N H2 > 伯OH > 水 > 羧酸 > 仲OH > 脲 > 叔OH > 氨基甲酸酯 > 酰胺。
脂肪族伯胺或仲胺與異氰酸酯的反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于與水分的反應(yīng)速度， 因而噴涂聚脲彈性體材料受環(huán)境濕度的影響小， 材料性能穩(wěn)定， 不會(huì)產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象。
固化劑|擴(kuò)鏈劑|交聯(lián)劑
