線(xiàn)性聚氨酯彈性體擴鏈劑
聚氨酯彈性體是一種性能優(yōu)良的高分子聚合物材料,在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。本文以1,6-六亞甲基二氨基甲酸甲酯(HDU)和聚碳酸酯多元醇(PCDL)為原料,采用非異氰酸酯工藝,線(xiàn)性聚氨酯彈性體擴鏈劑一步直接合成線(xiàn)性聚氨酯彈性體,避免了傳統工藝中光氣和異氰酸酯的使用,線(xiàn)性聚氨酯彈性體擴鏈劑有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。
本文對加入線(xiàn)性聚氨酯彈性體擴鏈劑合成聚氨酯的工藝進(jìn)行了優(yōu)化,重點(diǎn)考察了催化劑的復配對聚氨酯產(chǎn)品性能的影響,并對產(chǎn)品進(jìn)行了表征。
結果表明:較優(yōu)的線(xiàn)性聚氨酯彈性體擴鏈劑加入方式是預聚40min時(shí)加入;1,4-丁二醇(BDO)是較為理想的擴鏈劑;原料配比n(HDU):n(PCDL): n(Extender)=1:0.7:0.3;預聚溫度105℃,縮聚溫度185℃,縮聚時(shí)間4h,合成出的聚氨酯特性粘度為61.56mL/g,重均分子量達到73959,PD=1.7285,分子量分布較窄。
實(shí)驗還發(fā)現聚氨酯彈性體的硬度與原料的配比有關(guān);拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率與擴鏈劑的主鏈結構有關(guān),分子鏈長(cháng),力學(xué)性能較優(yōu);實(shí)驗合成出的聚氨酯彈性體熱穩定性不佳,鈦酸四乙酯的加入能夠提高聚氨酯的熱穩定性。
目前水性聚氨酯樹(shù)脂合成中,常使用二羥甲基羧酸含親水基擴鏈劑,其主要有dmpa和dmba兩種,其中dmpa使用時(shí)間較早,是目前使用最為普遍的一種。雖然它有許多優(yōu)點(diǎn),但是還存在許多缺點(diǎn),主要是自身熔點(diǎn)較高(180℃-185℃),很難加熱熔解,這就需要加入有機溶劑如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N.N-二甲基酰胺(DMF)、丙酮等,而NMP沸點(diǎn)高,制備APU后很難除去。而且dmpa在丙酮中溶解度較小,在合成過(guò)程需要加入大量的丙酮,脫酮過(guò)程既浪費能源又帶來(lái)安全隱患。所以說(shuō)使用dmpa不僅生產(chǎn)能耗高,而且產(chǎn)品中易造成有機殘留等。而dmba由于有其特殊的分子結構,可以在合成過(guò)程不需要消耗一點(diǎn)溶劑,這樣不僅縮短了反應時(shí)間,降低能耗,而且節省能源。
溶解度:?jiǎn)挝籫/100g溶劑,dmba在水中溶解度為48%,dmpa為12%。 同時(shí)dmba熔點(diǎn)低,為108℃~115℃。
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。
產(chǎn)品名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴鏈劑和環(huán)氧樹(shù)脂(EP)固化劑。能改善制品的機械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導化合物和有機合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機合成的中間體及聚脲樹(shù)脂固化劑。
包裝: 25kg/桶
謝偉等人在《dmba基水性聚氨酯乳液的合成研究》表明:利用dmba作為親水擴鏈劑,采用后擴鏈工藝,整個(gè)反應過(guò)程6h基本可以完成,不用溶劑,使得產(chǎn)品環(huán)保,而且不需脫溶,避免浪費。
劉都寶等人在《無(wú)溶劑水性聚氨酯的合成及性能研究》表明:在用dmba合成水性聚氨酯過(guò)程,不要加一點(diǎn)溶劑既可以完成整個(gè)反應過(guò)程,而且反應結果附合配方設計。
高反應率,反應速度快,反應溫度低。合成聚氨酯預聚體反應時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結構中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應速率增大。
用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
劉都寶等人在《無(wú)溶劑水性聚氨酯的合成及性能研究》中,分別以二羥基丁酸(dmba)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-220)等主要原料,采用預聚體法合成無(wú)溶劑型水性聚氨酯樹(shù)脂。
劉都寶等人經(jīng)研究認為,dmba聚氨酯乳液的位伸強度和斷裂伸長(cháng)率高于dmpa聚氨酯,原因是:dmba的分子結構,龐大的側鏈-CH2COO-妨礙了聚氨酯硬段的聚集,硬段堆砌程度差,使硬段本身在軟段基質(zhì)中溶解度偏高,硬段微區中硬段減小,這些因素會(huì )導致模量下降,然而低模量會(huì )導致較大的斷裂伸長(cháng),反過(guò)來(lái)較大的斷裂伸長(cháng)又會(huì )使軟段產(chǎn)生進(jìn)一步的應力結晶,結果出現較高的拉伸強度。
文章版權:張家港雅瑞化工有限公司
http://m.2cdigitalleads.com