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CHDI型聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-4-25 21:55:50 |
將CHDI型聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑制成的聚氨酯彈性體與MDI、PPDI、亞甲基二環(huán)己基24，4′2二異氰酸酯(HMDI)制成的聚氨酯彈性體的主要物性進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，CHDI型聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑制成的聚氨酯彈性體在較低的硬段含量下就具有較高的硬度，CHDI型聚氨酯彈性體擴(kuò)鏈劑制成的聚氨酯彈性體比MDI型、HMDI型，甚至比PPDI型彈性體具有更好的高溫力學(xué)性能。
另外，異氰酸酯過(guò)量的前提下加入三聚催化劑或進(jìn)行后硫化的工藝措施，可在彈性體中形成穩(wěn)定的異氰酸酯交聯(lián)，從而使彈性體的耐熱性能提高。
催化劑。脂環(huán)族異氰酸酯反應(yīng)活性較低，反應(yīng)體系須加催化劑，以促進(jìn)反應(yīng)按預(yù)期的方向和速度進(jìn)行。最有實(shí)用價(jià)值的催化劑是有機(jī)金屬化合物，高分子的有機(jī)羧酸、叔胺類化合物也對(duì)異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)有很好的促進(jìn)作用。
張曉華等以PTMG、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1，42丁二醇(BDO)和不同的催化劑異辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫及助催化劑K合成了透明聚氨酯彈性體，研究了催化劑種類對(duì)該彈性體的力學(xué)性能、光學(xué)透明性、反應(yīng)程度和熱穩(wěn)定性的影響。
結(jié)果表明，采用復(fù)合催化劑異辛酸亞錫及其助催化劑K，由于助催化劑K能夠吸收NCO基與水反應(yīng)放出的CO2和有利于交聯(lián)鍵的形成，因而制備的聚氨酯彈性體具有較好的綜合力學(xué)性能和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。
交聯(lián)劑。聚氨酯彈性體的優(yōu)良特性與其物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。物理交聯(lián)指的是硬段間及硬軟段間形成的氫鍵作用;化學(xué)交聯(lián)指的是交聯(lián)劑所形成的分子間的共價(jià)交聯(lián)鍵。
化學(xué)交聯(lián)的產(chǎn)生阻礙了軟段的活動(dòng)性，這樣，構(gòu)成晶格點(diǎn)陣的空間自由度減少，不利于軟段結(jié)晶，妨礙硬鏈段間彼此靠攏，靜電作用減弱，氫鍵難以形成，從而使微相分離程度降低。
張曉華等采用一步法以異佛爾酮二異氰酸酯、聚氧四亞甲基二醇、1，42丁二醇和聚氧化丙烯三醇(N3010)為原料合成了透明聚氨酯彈性體，通過(guò)DSC、FT2IR、TG等方法研究了物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián) 對(duì)聚氨酯彈性體的力學(xué)性能、光學(xué)透明性和熱穩(wěn)定性的影響。
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑DMBA)用途：DMBA是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧酸，因此可以被用作合成水性高分子體系，可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。DMBA在不同溶劑中具有比DMPA更好的溶解性能，因此可以使工作效率得到很大的改善。
DMBA被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑，生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑，無(wú)需使用有機(jī)溶劑，有機(jī)殘留物為零。不存在使用DMPA熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑)，作為單體，改性過(guò)程中，二羥甲基丁酸(DMBA)無(wú)需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替)，生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，.其中二羥甲基丙酸(DMPA)以優(yōu)越的性價(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍！
結(jié)果表明，加入交聯(lián)劑三元醇N3010，聚氨酯彈性體在硬段間形成交聯(lián)，透光率、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能與未加交聯(lián)劑的聚氨酯彈性體相比有明顯提高。
聚合工藝條件對(duì)彈性體耐熱性影響。脲基和氨基甲酸酯基的熱穩(wěn)定性大于脲基甲酸酯和縮二脲的熱穩(wěn)定性，這說(shuō)明增加彈性體分子中脲基和氨基甲酸酯基的摩爾分?jǐn)?shù)，減少脲基甲酸酯基、縮二脲基團(tuán)的摩爾分?jǐn)?shù)，可以提高彈性體的熱穩(wěn)定性，即嚴(yán)格控制工藝條件，特別是反應(yīng)物的用量和純度，使反應(yīng)盡可能多生成脲基和氨基甲酸酯基，對(duì)改善彈性體的耐熱性具有重要意義。
聚氨酯的反應(yīng)一般有一步法、預(yù)聚法和半預(yù)聚法等。一步法比較簡(jiǎn)單，但產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)往往不規(guī)整，性能較差，預(yù)聚法和半預(yù)聚法就要好一些。德國(guó)專利報(bào)道采用半預(yù)聚法制得軟化溫度為147℃的聚氨酯彈性體。另外，120℃左右的溫度下4h以上的后硫化條件也可提高聚氨酯彈性體澆注膠的耐熱形變性能。
純聚脲涂料是異氰酸酯封端的預(yù)聚物和僅含有端胺基樹(shù)脂與擴(kuò)鏈劑的固化共混物間一步反應(yīng)的結(jié)果。另一方面，雜化聚脲是由異氰酸酯封端的預(yù)聚物，與含有羥基和端胺基樹(shù)脂與擴(kuò)鏈劑的固化共混物反應(yīng)得到的產(chǎn)物。
雖然幾乎沒(méi)有觀察到純聚脲和雜化聚脲的最終物能和機(jī)械性能有差別，雜化聚脲中加入含羥基的樹(shù)脂時(shí)需要加入催化劑以保持與純聚脲相同水平的反應(yīng)活性。由于水和端羥基樹(shù)脂與反應(yīng)性異氰酸酯基團(tuán)之間的競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)，雜化聚脲變得對(duì)濕氣的，當(dāng)有高含量的水分存在時(shí)會(huì)形成氣泡。
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