聚脲所用擴(kuò)鏈劑
制備了聚脲所用擴(kuò)鏈劑二乙酰乙二胺、二乙酰己二胺和二乙酰間苯二胺,與其他擴(kuò)鏈劑進(jìn)行對比,聚脲所用擴(kuò)鏈劑位阻大,大大延長了聚脲凝膠時(shí)間,且聚脲所用擴(kuò)鏈劑不降低合成聚脲的力學(xué)性能。通過改變聚脲所用擴(kuò)鏈劑的種類和用量調(diào)整聚脲體系配方,建立了不同凝膠時(shí)間的聚脲擴(kuò)鏈劑復(fù)配體系,實(shí)現(xiàn)了噴涂聚脲彈性體凝膠時(shí)間的預(yù)設(shè)控制。
聚脲材料一般是由高活性端氨基聚醚和多元胺擴(kuò)鏈劑與多異氰酸酯反應(yīng)制備而成,而氨基與NCO基團(tuán)間的反應(yīng)速度很快,使得聚脲難于成型加工。20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的反應(yīng)噴涂成型技術(shù)使反應(yīng)速度極快的聚脲體系得以發(fā)展和應(yīng)用,研究的重點(diǎn)在于噴涂成型工藝和材料的力學(xué)性能,較少研究聚脲的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。陳竹生報(bào)道了由溶液法合成芳香族聚脲,并研究了它們的結(jié)構(gòu)與性能;Lin等用端氨基聚醚和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)合成了不含硬段的脂肪族聚脲,并研究了它們的表面電阻與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
不用氨基封端的聚醚多元醇合成的聚氨酯脲由于成本較低,具有很大的應(yīng)用前景。迄今為止,已有大量對芳香族聚氨酯脲的結(jié)構(gòu)與性能的報(bào)道[5~8]。Wang等研究了PEG/HMDI/EDA脂肪族聚氨酯脲體系中加入LiClO4前后結(jié)構(gòu)與性能的變化;Wen等]則報(bào)道了加入LiClO4后水溶性的脂肪族聚氨酯脲的內(nèi)部相結(jié)構(gòu)的變化。而真正以噴涂成型工藝為背景的脂肪族PPG/IPDI/擴(kuò)鏈劑的體系聚氨酯脲的微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系少有報(bào)道。
由于脂肪族聚氨酯脲和聚脲還具有良好的低溫性能,故研究適用于反應(yīng)噴涂成型脂肪族聚氨酯脲和聚脲的結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系均具有重要意義。本文用端氨基聚醚或聚氧化丙烯二元醇和不同擴(kuò)鏈劑與IPDI反應(yīng),合成了不同結(jié)構(gòu)的脂肪族聚氨酯脲和聚脲,研究了不同結(jié)構(gòu)的擴(kuò)鏈劑對聚氨酯脲和聚脲微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴(kuò)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(qiáng)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.
產(chǎn)品基本要素
外觀:白色粉末
產(chǎn)量:10噸
包裝方式:凈重200Kg鍍鋅鐵皮桶。
原料及精制。二官能度的聚氧化丙烯二醇(GE220)由高化三廠提供,羥值為56mgKOH/g,使用前110℃下真空干燥3h。兩官能度的端氨基聚氧化丙烯(JeffamineD2000),數(shù)均分子量為2000,使用前在100℃下真空干燥3h。
IPDI和異佛爾酮二胺(IPDA),IPDA用NaOH干燥24h后減壓蒸餾,收集130~131/666Pa℃的餾分。無水乙二胺(EDA),分析純,使用前用NaOH干燥24h后常壓蒸餾,收集116~117℃的餾分。己二胺(HDA)化學(xué)純,使用前在80~90℃之間真空脫水。二甲基甲酰胺(DMF)化學(xué)純,使用前用無水硫酸鎂干燥24h后減壓蒸餾,收集54~55/1333Pa℃的餾分,然后用0。4nm分子篩干燥備用。
聚氨酯脲和聚脲的合成將GE220和IPDI混合后,滴加催化劑二丁基二月桂酸錫(其含量為1。0×10-4g/gGE220)后緩慢升溫至85℃下反應(yīng),直至體系的NCO含量達(dá)到理論值,得到端NCO基預(yù)聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80測定。將端NCO預(yù)聚物溶解在DMF溶劑中(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%),加入計(jì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的擴(kuò)鏈劑的DMF溶液,然后在室溫下攪拌均勻后倒入聚四氟乙烯模具中,在50~60℃下?lián)]發(fā)溶劑并繼續(xù)反應(yīng)24~36h。
最后在0.1MPa真空度和80/1h℃,110/3h℃條件下?lián)]發(fā)溶劑并繼續(xù)反應(yīng)至恒重,得到厚度為1mm左右的聚氨酯脲試樣。將JeffamineD2000室溫滴加到IPDI中后,緩慢升溫至85℃下反應(yīng),直至體系的NCO含量達(dá)到理論值,得到端NCO基預(yù)聚物,其NCO含量按照ASTMD2572-80測定。
將端NCO預(yù)聚物溶解在DMF溶劑中(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%),加入計(jì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的擴(kuò)鏈劑的DMF溶液,然后在室溫下攪拌均勻后倒入聚四氟乙烯模具中,后續(xù)反應(yīng)工藝與條件同聚氨酯脲,得到厚度為1mm左右的聚脲試樣。分別合成了IPDA,EDA,HDA三種不同擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈的聚氨酯脲和聚脲試樣,它們的化學(xué)組成均為:IPDI∶GE220(或JeffamineD2000)∶擴(kuò)鏈劑=1.05∶0.39∶0。61(物質(zhì)的量比)。
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