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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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