合成樹脂擴鏈劑
合成樹脂擴鏈劑二醇類有1,4-丁二醇(BDO)、丙二醇(PG)、乙二醇(EG)、1,6-己二醇(HDO)和氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HQEE);在工業(yè)上合成樹脂擴鏈劑二胺類有3,3'-二氯-4,4'二氨基二苯甲烷(MOCA)和二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)等。
水性聚氨酯合成技術(shù)不斷完善,市場正在推進,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)應(yīng)加強合作,從分子設(shè)計出發(fā),不斷推進合成樹脂擴鏈劑的技術(shù)進步。
聚氨酯是綜合性能優(yōu)秀的合成樹脂之一。由于其合成單體品種多、反應(yīng)條件溫和、專一、可控,配方調(diào)整余地大及其高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)特點,可廣泛用于涂料、黏合劑、泡沫塑料、合成纖維以及彈性體,已成為人們衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已經(jīng)形成了一個多品種、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工業(yè)體系,這是其它樹脂所不具備的。 據(jù)有關(guān)報道,在全球聚氨酯產(chǎn)品的消耗總量中,北美洲和歐洲占到70%左右。
美國人均年消耗聚氨酯材料約5.5 kg,西歐約4.5 kg,而我國的消費水平還很低,年人均不足0.5 kg。溶劑型的聚氨酯涂料品種眾多、用途廣泛,在涂料產(chǎn)品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世紀(jì)50年代,60、70年代,對水性聚氨酯的研究、開發(fā)迅速發(fā)展,70年代開始工業(yè)化生產(chǎn)用作皮革涂飾劑的水性聚氨酯。
進入90年代,隨著人們環(huán)保意識以及環(huán)保法規(guī)的加強,環(huán)境友好的水性聚氨酯的研究、開發(fā)日益受到重視,其應(yīng)用已由皮革涂飾劑不斷擴展到涂料、黏合劑等領(lǐng)域,正在逐步占領(lǐng)溶劑型聚氨酯的市場。在水性樹脂中,水性聚氨酯仍然是優(yōu)秀樹脂的代表,是現(xiàn)代水性樹脂研究的熱點之一。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴鏈劑MOEA)用途
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴鏈劑,與TDI和MDI預(yù)聚體有著良好的相容、配伍性,反應(yīng)速度較快,與E100搭配可用于反應(yīng)注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學(xué)性能。用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。
水性聚氨酯的合成單體 1.1 多異氰酸酯(polyisocynate) 多異氰酸酯可以根據(jù)異氰酸酯基與碳原子連接的部位特點,可分為四大類:芳香族多異氰酸酯(如甲苯二異氰酸酯,TDI)、脂肪族多異氰酸酯(六亞甲基二異氰酸酯,HDI)、芳脂族多異氰酸酯(即在芳基和多個異氰酸酯基之間嵌有脂肪烴基-常為多亞甲基,如苯二亞甲基二異氰酸酯,XDI)和脂環(huán)族多異氰酸酯(即在環(huán)烷烴上帶有多個異氰酸酯基,如異佛爾酮二異氰酸酯,IPDI。
芳香族多異氰酸酯合成的聚氨酯樹脂戶外耐候性差,易黃變和粉化,屬于“黃變性多異氰酸酯”,但價格低,來源方便,在我國應(yīng)用廣泛,如TDI常用于室內(nèi)涂層用樹脂;脂肪族多異氰酸酯耐候性好,不黃變,其應(yīng)用不斷擴大,歐美發(fā)達國家已經(jīng)成為主流的多異氰酸酯單體;芳脂族和脂環(huán)族多異氰酸酯接近脂肪族多異氰酸酯,也屬于“不黃變性多異氰酸酯”。
水性聚氨酯合成用的多異氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性體系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。
低聚物多元醇(polyol) 水性聚氨酯合成用低聚物多元醇主要包括聚醚型、聚酯型兩大類,它構(gòu)成聚氨酯的軟段,分子量通常在500~3 000。不同的聚多元醇與二異氰酸酯制備的PU性能各不相同。
聚酯型PU比聚醚型PU具有較高的強度和硬度,這歸因于酯基的極性大,內(nèi)聚能(12.2 kJ/mo1)比醚基的內(nèi)聚能(4.2 kJ/mo1)高,軟段分子間作用力大,內(nèi)聚強度較大,機械強度就高,而且酯基和氨基甲酸酯鍵間形成的氫鍵促進了軟、硬段間的相混合。并且由于酯基的極性作用,與極性基材的粘附力比聚醚型優(yōu)良,抗熱氧化性也比聚醚型好。
聚醚型PU醚基較易旋轉(zhuǎn),具有較好的柔順性,有優(yōu)越的低溫性能,并且聚醚中不存在相對易水解的酯基,其PU比聚醚型耐水解性好,尤其是其具有非常競爭力的價格。 不同種類的聚酯多元醇耐水解穩(wěn)定性相差很大。
多元醇相對分子質(zhì)量越大,用量越多,則表面硬度越低,伸長率越大,強度越低。改變合成單體的種類和比例可以制成軟、硬度不同的系列聚氨酯水分散體,以適合不同的需求。
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