聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑
用聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑制備了聚醚型聚氨酯微孔彈性體,對(duì)聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑影響其物理、機(jī)械性能的主要因素進(jìn)行了探討。采用聚醚改性MDI,特別是高活性聚醚改性MDI,操作簡便,產(chǎn)品質(zhì)量好。
聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑乙二醇,其拉伸強(qiáng)度較高。采用聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑二元醇聚醚改性MDI制備彈性體,溫度以50~60℃為好。通過調(diào)整配方可生產(chǎn)出不同用途的聚氨酯微孔彈性體制品。
聚氨酯微孔彈性體根據(jù)所用原料的不同分為聚酯和聚醚型兩類。前者機(jī)械性能好,但存在成本高、低溫性能差、易水解等特點(diǎn),后者雖然機(jī)械性能差些,卻克服了前者的不足,由于它價(jià)格低、原料易得,特別當(dāng)采用高活性聚醚時(shí)反應(yīng)快、操作簡便,近年來國內(nèi)許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究 ,為了盡快地將這一技術(shù)服務(wù)于社會(huì),我們對(duì)聚醚型聚氨酯微孔彈性體的制備和性能進(jìn)行了研究和測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)主要原料。高活性聚醚TEP330N:官能度f=3,羥值(33±3)mg(KOH)/g; 高活性接枝聚醚TPOP36/28;官能度f=3,羥值(28±3)mg(KOH)/g; 聚醚N-220:官能度f=2,羥值56mg(KOH)/g; 四氫呋喃均聚醚:分子量2000; 乙二醇:工業(yè)級(jí); 1,4—丁二醇、磷酸三乙酯、一縮二乙二醇、二月桂酸二丁基錫均為化學(xué)純; LCA-2復(fù)合型延遲催化劑;MDI。
主要設(shè)備及儀器。三口燒瓶:500mL;增力電動(dòng)攪拌機(jī):JB50-D型;電熱鼓風(fēng)干燥箱:101-1型;沖片機(jī):CPJ-25型;拉力試驗(yàn)機(jī):LL-25;模具。
半預(yù)聚體法實(shí)驗(yàn)工藝流程。半預(yù)聚體法主要用于MDI體系。它是將全部的MDI和一部分聚醚進(jìn)行反應(yīng),生成預(yù)聚體作為A組 份,余下的聚醚與聚氨酯微孔類彈性體擴(kuò)鏈劑、催化劑、著色劑混合在一起作為B組份,將A、B兩組分混合在一起,高速攪拌均勻,迅速倒入表面涂有脫模劑的預(yù)熱模具中,閉模,放入溫控為55±5℃的烘箱中,熟化5~10min,脫模,取出制品。
聚醚型聚氨酯微孔彈性體制備工藝
(1)半預(yù)聚體A組份的合成。將100份MDI加熱熔化后加入三口燒瓶中,啟動(dòng)攪拌,加入50~150份聚醚多元醇(二元醇或三元醇),并滴加少許催化劑,在50~80℃下反應(yīng)2.5h,降溫、出料、并測(cè)定NCO百分含量。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)用途
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(dòng)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。
(2)B組份的制備。將100份聚醚多元醇(TEP330N或與TPOP-36/28混用),擴(kuò)鏈劑0~7份、催化劑0.01~0.5份、均泡劑0.5~2份,著色劑適量,混合均勻即可。
(3)液化MDI的制備。將340gMDI加熱熔化,并倒入500mL三口燒瓶中,攪拌,加入5g磷酸三乙酯,加熱至200~210℃,并保溫25min,冷卻至室溫,放置48h,過濾,濾液清澈透明。
MDI及預(yù)聚體組成對(duì)微孔彈性體性能的影響實(shí)驗(yàn)中,我們分別對(duì)純MDI、液化MDI、不同聚醚改性MDI及同種聚醚不同NCO含量的改性MDI進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明:純MDI在常溫下為固態(tài),熔點(diǎn)37~41℃,在使用之前,必須加熱熔化成液體,反復(fù)加熱易自聚變質(zhì),從而影響MDI的質(zhì)量,且操作復(fù)雜化。
液化MDI常溫下為液態(tài),稱量和操作都較純MDI簡單,但二者的NCO含量都很高,反應(yīng)速度很快,手工操作難以控制,特別是對(duì)形狀復(fù)雜的制品,溫度的高低,操作時(shí)間的長短,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大。
采用改性MDI操作條件寬松了許多。四氫呋喃均聚醚改性MDI較N-220聚醚改性MDI制得的微孔彈性體硬度、拉伸強(qiáng)度略高些,二元醇聚醚改性MDI較高活性聚醚改性的MDI制得的微孔彈性體的扯斷伸長率較高,而硬度、拉伸強(qiáng)度較低。
改性MDI的NCO含量不同,物料的粘度不同。NCO含量高,改性MDI的粘度小,發(fā)白時(shí)間短,凝膠快,操作不易控制。而NCO含量過低,物料粘度大,短時(shí)間混合不均,造成制品特別是形狀復(fù)雜制品缺料。
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