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聚氨酯的預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2018-3-27 13:43:15 |
以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和聚環(huán)氧丙烷醚二醇(PPG)為主要原料，二羥甲基丙酸(DMPA)為親水性聚氨酯的預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑合成了聚氨酯預(yù)聚體，再經(jīng)過不同小分子聚氨酯的預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈、乳化制備水性聚氨酯(WPU)乳液，然后與自制交聯(lián)劑HM交聯(lián)成膜。
研究了不同聚氨酯的預(yù)聚體擴(kuò)鏈劑對(duì)聚氨酯乳液穩(wěn)定性及涂膜力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，以脂肪族二醇擴(kuò)鏈的WPU乳液的外觀好于芳香族二酚，而芳香族二酚擴(kuò)鏈的WPU涂膜力學(xué)性能優(yōu)于脂肪族二醇。
大多數(shù)水性聚氨酯產(chǎn)品可室溫干燥固化，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，一般都可提高膠膜的強(qiáng)度和耐水性。熱處理能促使成鹽劑揮發(fā)，使熱塑性聚氨酯的分子鏈段排列緊密，冷卻后形成更多的氫鏈，從而提高內(nèi)聚力和粘接強(qiáng)度。 交聯(lián)型水性聚氨酯，加熱通常使基團(tuán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而提高耐水、耐熱性能。
環(huán)氧樹脂共混改性水性聚氨酯的紅外光譜圖，其1732cm-1 處的吸收峰歸屬于氨基甲酸酯基中羰基的吸收峰，832cm-1 處是不受其他基團(tuán)特征峰干擾的環(huán)氧基團(tuán)的特征峰，它證明了共混改性水性聚氨酯中環(huán)氧基團(tuán)的存在。
出了GM210、PU預(yù)聚體和3#樣品的紅外光譜圖。在GM210中，3474cm-1左右處的峰為O—H鍵的伸縮振動(dòng)峰，2970cm-1，2867cm-1左右處的峰是飽和C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰，1089cm-1左右處寬而強(qiáng)的峰是醚鍵C—O—C的伸縮振動(dòng)峰。
環(huán)氧樹脂E244改性水性聚氨酯乳液，其綜合性能共聚法優(yōu)于共混法。在60～80℃溫度下進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，既能保證OH與NCO的反應(yīng)，又能抑制副反應(yīng)的發(fā)生。在相同條件下，乳化溫度較低，有利于制得粒徑細(xì)小的穩(wěn)定乳液。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴(kuò)鏈劑DACM,MACM)包裝存儲(chǔ): 鋼桶，180kg/桶。遠(yuǎn)離火源、熱源，避光。保存在密閉容器中，貯存于低溫、干燥、通風(fēng)良好的地方，遠(yuǎn)離強(qiáng)氧化劑、酸類等不相容物質(zhì)。按易燃化學(xué)品、腐蝕品貯運(yùn)。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴(kuò)鏈劑DACM,MACM)產(chǎn)品應(yīng)用：產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的DMDC(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣；用途如下：
1、用于環(huán)氧樹脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑（船舶漆，重防腐漆等工業(yè)建筑漆）;
3、還氧復(fù)合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑，風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應(yīng)用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴(kuò)鏈劑,助劑;
5、應(yīng)用于聚天門冬氨酸酯，聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯，進(jìn)一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等，此外，也應(yīng)用于聚酰胺和環(huán)氧樹脂工業(yè)。
推薦用量：配合比100：32（相對(duì)于EEW=190環(huán)氧樹脂），可使用時(shí)間400min（25° 150g）。
在PU預(yù)聚體的紅外光譜圖中，3300cm-1左右處的峰是N—H鍵伸縮振動(dòng)峰，2868cm-1，2971cm-1左右處的峰是飽和C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰，在2268cm-1左右處出現(xiàn)的強(qiáng)峰是異氰酸酯基的特征峰，表明PU預(yù)聚體鏈端的異氰酸酯基未被完全封端。1730cm-1左右處的吸收峰為氨酯鍵中羰基特征峰。1104cm-1左右處的吸收峰為醚鍵C—O—C的特征峰。
將GM210、PU預(yù)聚體的紅外譜線進(jìn)行對(duì)比，GM210中3474cm-1左右處的聚醚的O—H峰在PU 預(yù)聚體中已不存在，而PU預(yù)聚體中3300cm-1左右處多了一個(gè)吸收峰(羥基與異氰酸酯基反應(yīng)生成了N-H峰)，且在2268cm-1左右處還多出了一個(gè)強(qiáng)峰(此峰為反應(yīng)引入的異氰酸酯基-NCO特征峰)，1730cm-1左右處氨酯鍵中羰基特征峰基本沒有變化。
同時(shí)在1387～1607cm-1之間出現(xiàn)了一組峰(為TDI中苯環(huán)的特征峰)。由此可見，預(yù)聚體中既含氨基甲酸酯鍵，又含—NCO基，說明TDI已與聚醚二元醇兩端的羥基發(fā)生反應(yīng)，又因TDI中兩個(gè)—NCO集團(tuán)反應(yīng)活性相差將近10倍，且在制備過程中TDI過量，因而主要產(chǎn)物是端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，而不是線型聚氨酯大分子。
對(duì)比PU預(yù)聚體和3#曲線，可以看出PU預(yù)聚體中2268cm-1處的異氰酸酯基-NCO特征峰在3#樣品中已經(jīng)完全消失，結(jié)合文獻(xiàn)，可以推測(cè)，擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇與PU預(yù)聚體發(fā)生反應(yīng): OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NCO+HO-R′-OH→OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NHCOO-R’-OH 同時(shí)，可能進(jìn)一步反應(yīng)，形成脲基甲酸酯和縮 二脲: OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NCO+RN2HCOOR″→OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NHCONRCOO″ OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NCO+RN2HCONHR″→OCN-R-NHCOO～OCONH-R-NHCONRCONHR″
比較4#樣品及TDE-85和PU預(yù)聚體的紅外圖譜，可以發(fā)現(xiàn)，PU預(yù)聚體中2270cm-1左右處異氰酸酯基-NCO的特征峰在4#樣品中已完全消失，TDE-85中的908cm-1左右處的環(huán)氧基特征峰在4#樣品中也基本消失，同時(shí)1180cm-1處的醚鍵特征吸收峰強(qiáng)度也明顯減弱，結(jié)合文獻(xiàn)可以推測(cè)在本實(shí)驗(yàn)條件下，4#樣品中的TDE-85和PU預(yù)聚體發(fā)生如下反應(yīng): 即異氰酸酯基—NCO與環(huán)氧基反應(yīng)生成烷酮結(jié)構(gòu)的聚合物。
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