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引入親水性基團的擴鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-7-21 10:57:44 |
本文介紹引入親水性基團的擴鏈劑。
親水擴鏈劑是指引入親水性基團的擴鏈劑，這類擴鏈劑經常在水性聚氨酯(WPU)制備中作為特殊原料使用，而它在聚氨酯防水涂料中的應用研究極少，特別是在水固化聚氨酯防水涂料中。
目前常使用的引入親水性基團的擴鏈劑是羧酸型擴鏈劑，主要有2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)和2，2-二羥甲基丁酸(DMBA)2種，其中DMPA使用時間較早，也是目前使用最為普遍的一種，但其熔點較高(180～185℃)，很難加熱熔解，需要加入有機溶劑(如N-甲基吡咯烷酮、丙酮等)將其溶解，且溶解度較小。
而DMBA具有特殊的分子結構，在有機溶劑中有更好的溶解性，且熔點低(110～115℃)，可以不用溶劑，產品更環(huán)保，被稱為新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑。
為了便于制備環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料，且不引入有毒的有機溶劑，本實驗選用DMBA作為親水擴鏈劑進行研究。配方中PB-9224的質量份為20，其它組分不變，通過增加親水擴鏈劑DMBA的用量，考察其對環(huán)保型水固化聚氨酯防水涂料性能的影響。
隨著親水擴鏈劑DMBA用量的增加，拉伸強度和撕裂強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，而斷裂伸長率逐漸增大。由于親水擴鏈劑DMBA的分子結構中含有2個羥甲基基團和1個新戊基羧基，且比DMPA多了1個亞甲基，導致羧基與亞甲基的距離加大，羧基與異氰酸酯的空間位阻減小，從而使擴鏈反應較易進行，增加高聚物柔性，進而提高延伸性;適量DMBA可使防水涂料的拉伸強度和斷裂伸長率同時提高，如過量時，較多的反應點因擴鏈而使交聯(lián)點相對減少，固交聯(lián)密度下降，拉伸強度降低，進一步使撕裂強度減小;另外，親水擴鏈劑DMBA對防水涂料的粘結強度影響較小。綜上分析，配方中其它組分不變，當親水擴鏈劑DMBA質量份為0.8較為合適。
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)產品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應用于硬泡、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還可應用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補的化合物。
軟泡
大塊泡沫 - 在標準的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度、撕裂強度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點在降低泡沫密度得以實現(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)應用中已經證實,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。還可以增強拉伸強度、撕裂強度和延伸率,縮短脫模時間。
硬泡
聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用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度及尺寸穩(wěn)定性,同時降低易脆性,提高閉孔率,降低導熱系數(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?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產用于噴涂、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半預聚物的熟化,以生產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 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
水固化聚氨酯防水涂料是6種環(huán)保型聚氨酯防水涂料之一，是聚醚型、無溶劑環(huán)保型的高檔合成高分子防水涂料，與傳統(tǒng)的焦油型、石油瀝青聚氨酯防水涂料相比，具有無溶劑揮發(fā)、無毒、無味、施工無污染、固化迅速等優(yōu)點，在施工配漆時以水作為固化劑，這與其它單組份或雙組份聚氨酯防水涂料明顯不同，體現(xiàn)出聚氨酯防水涂料研制開發(fā)的新思路、新工藝，具有廣闊的市場前景。
性能測試方法：將制備的防水涂料按照設計質量配比稱量，并攪拌3～5min，使其混合均勻后，刮涂在聚四氟乙烯板上，制成厚1.5mm的涂膜，在(23±2)℃，相對濕度(50±10)%的標準試驗條件下養(yǎng)護7d后，制樣，測試相關性能。
涂料的表干時間、實干時間、拉伸強度、斷裂伸長率、粘結強度和不透水性按GB/T16777—2008《建筑防水材料試驗方法》進行測試;撕裂強度按GB/T529—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定》中直角形試件進行測試;A組分中—NCO含量的測試方法采用二正丁胺法。
聚氨酯防水涂料的合成反應原理：異氰酸酯與水反應，首先生成極其不穩(wěn)定的氨基甲酸(—NHCOOH)，然后由氨基甲酸快速分解成胺(—NH2)和二氧化碳(CO2)。若在過量的異氰酸酯存在下，所產生的胺將進一步與異氰酸酯反應，生成取代脲。它1個水分子可與2個異氰酸基(—NCO)反應，因此可將水看作一種擴鏈劑或固化劑，以代替價格昂貴的固化劑摩卡(MOCA)，使分子鏈增長，形成有機高分子聚合物。端—NCO基聚氨酯預聚體與水反應生成聚氨酯脲，聚氨酯高聚物的主要原材料是多異氰酸酯，其涂膜固化后不論生成氨酯鍵或脲鍵，均屬于聚氨酯。
二異氰酸酯與水的反應生成CO2氣體的原理，被用來制備聚氨酯泡沫塑料，而在水固化聚氨酯防水涂料的制備中，關鍵是如何消除反應中生成的CO2，使其成為致密的聚氨酯彈性體[8]。氣體吸收劑的加入可消除氣泡，制成致密內部無氣泡、表面無針孔的涂膜。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA) http://www.mctechserv.com |
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
