聚氨酯pu彈性體材料擴鏈劑
將聚四氫呋喃均聚醚(PTMG)和4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)合成預聚體,分別與BDO、KC、MOCA及HQEE等聚氨酯pu彈性體材料擴鏈劑制備了聚氨酯彈性體。
討論了預聚體NCO基含量、聚氨酯pu彈性體材料擴鏈劑種類(lèi)及三元醇含量對聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響。
實(shí)驗結果表明:當預聚體NCO基含量基本相同時(shí),BDO-PU比KC—PU的硬度高1~2度,撕裂強度高了7%~18%;提高預聚體NCO基含量可使聚氨酯彈性體的硬度、撕裂強度和300%模量急劇增加。
聚氨酯pu彈性體材料擴鏈劑中的三元醇含量超過(guò)30%,彈性體的拉伸強度顯著(zhù)下降;預聚體NCO基含量在6.0~6.8下,MOCA-PU的硬度和300%模量很高;HQEE/KC—PU比HQEE—PU的硬度降低了2-4個(gè)單位,而拉伸強度卻提高了60%~90%。
對基于疏水性VORAPEL多元醇的雜化噴涂聚脲涂層的物能和機械性能進(jìn)行評價(jià),并與那些純聚脲涂層的性能進(jìn)行比較。
對于這項研究中,采用兩種方法來(lái)將VORAPEL多元醇引入配方中。在第一方法中,將從VORAPEL得到的16%NCO的預聚物(預聚物2)與含有聚胺的標準聚脲樹(shù)脂共混物固化。
在第二種方法中,將同樣的16%NCO封端的預聚物與也包含VORAPEL多元醇的樹(shù)脂共混物固化。采用這兩種方法得到的樣品含有近25%(質(zhì)量比)的VORAPEL(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為VORASTAR?7000純聚脲)和50%(質(zhì)量比)的VORAPEL(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為VORAPEL7000雜化聚脲)。
能在較低溫度下處理材料為噴涂施工設備提供了更大的靈活性,用給定溫度下的黏度作為控制異氰酸酯和樹(shù)脂配料泵之間壓力差的方法。將壓力差保持<100psi確保了材料能夠噴涂,并以所希望的1∶1的比例充分混合。
3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷
主要用作TDI系列聚氨酯-聚脲彈性體制品的擴鏈劑/固化劑。特別是在澆注彈性體的制備中有著(zhù)廣泛的使用。本品可以作為聚氨酯涂料、膠粘劑、密封劑、微孔彈性體、聚脲噴涂材料等的固化劑使用。本品也是環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)良固化劑.
所有彈性體體系的反應性高度依賴(lài)于樹(shù)脂固化劑共混物的選擇。如圖1所示,兩種基于聚醚胺/DETDA樹(shù)脂共混物體系的有效膠凝時(shí)間均為3~5秒,表干時(shí)間在7~10秒之間。在樹(shù)脂共混物中含有VORAPEL多元醇的雜化配方,其凝膠時(shí)間被延長(cháng)至7秒,表干時(shí)間為20秒。出人意料的是,在配方中加入VORAPEL確實(shí)導致涂層的硬度適度增加。
只含有VORAPEL多元醇的雜化聚脲得到的邵氏A硬度為90,而純聚脲的邵氏A硬度只有85。一般來(lái)說(shuō),當在純聚脲材料中使用含聚醚胺的樹(shù)脂共混物時(shí),能得到優(yōu)異的機械性能如伸長(cháng)率和撕裂強度。
在純聚脲材料的應力——應變性能的差異也反映在它們的熱流變曲線(xiàn)中,熱流變曲線(xiàn)是從-100℃至200℃的溫度范圍內進(jìn)行DMTA分析得到。每個(gè)體系的tanδ和儲能模量(G')。
與雜化聚脲(25兆帕)相比,在室溫下VORASTAR7000純聚脲材料具有高得多的儲能模量(約80兆帕)。高儲能模量的聚合物需要更大的力(應力)來(lái)拉伸材料(應變),因此得到更大的極限抗拉強度和伸長(cháng)率性能。
另一方面,高硬度的聚合物,如VORAPEL雜化材料,需要更少的力來(lái)拉伸材料,對于像防水這樣的用途,這是一種優(yōu)選選擇。VORASTAR7000雜化聚脲的高溫穩定性也表現出適度改善。tanδ曲線(xiàn)表明,這兩種純聚脲材料能150℃左右的熔融轉變,而雜化聚脲的熔融溫度超過(guò)200℃。
與純聚脲樣品相比,所有含VORAPEL的材料有優(yōu)異的水解老化性能。當將VORAPEL多元醇同時(shí)加入到預聚物和樹(shù)脂組分中時(shí),拉伸強度的損失從57%降低到只有35%,觀(guān)察到幾乎完全伸長(cháng)和硬度保持。
VORAPEL7000雜化配方的改進(jìn)的水解穩定性可能是由于浸漬后樣品的質(zhì)量增加顯著(zhù)較低的緣故。而純的聚脲在水中吸收了其本身質(zhì)量的約5%,而VORAPEL7000雜化物只吸收<1%的水。通過(guò)最大限度地減少聚合物基質(zhì)中水的吸收,水的增塑效果(硬度較低)和氨基甲酸酯/脲鍵的水解裂解(較低的拉伸強度)作用都降低。
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