以甲苯二異氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、三乙胺(TEA)為原料14-丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)為小分子擴(kuò)鏈劑二羥甲基丙酸(dmpa)為親水?dāng)U鏈劑環(huán)氧樹(shù)脂E-20為環(huán)氧聚氨酯復(fù)合擴(kuò)鏈劑合成了環(huán)氧聚氨酯復(fù)合乳液。討論了幾種環(huán)氧聚氨酯復(fù)合擴(kuò)鏈劑對(duì)合成的乳液性能的影響。

環(huán)氧聚氨酯復(fù)合擴(kuò)鏈劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳液的黏度、涂膜的硬度、拉伸強(qiáng)度隨BDO、EDA、dmpa和E-20用量的增加而增大;乳液的外觀(guān)和穩(wěn)定性隨BDO、EDA和E-20用量的增加變差隨dmpa的用量增加而變好;涂膜的吸水率隨BDO和E-20用量的增加而減小隨EDA和dmpa用量增加先減小后增大。當(dāng)BDO的添加量為6%、EDA為0.5%、dmpa為6%、E-20為5%～8%時(shí)所制得的環(huán)氧聚氨酯復(fù)合乳液性能較好。

羥基和胺基與異氰酸酯的反應(yīng)速度差異巨大，BDO擴(kuò)鏈反應(yīng)由于羥基反應(yīng)活性低下，凝膠時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)完全時(shí)間為13046s，其生產(chǎn)效率低、能耗大;MOEA擴(kuò)鏈膠液需3958s達(dá)到反應(yīng)完全，其凝膠時(shí)間適當(dāng)，適合 HTPB/IPDI系聚氨酯的擴(kuò)鏈;而D2230由于是脂肪族二胺，堿性強(qiáng)而反應(yīng)活性高，758s已經(jīng)完全固化，凝膠速度快而難以控制，無(wú)法滿(mǎn)足澆注生產(chǎn)工藝的要求。由硫化儀記錄的交聯(lián)度達(dá)90%時(shí)所用硫化時(shí)間(t90)同樣證明了這一點(diǎn)。該結(jié)論對(duì)HTPB/IPDI系聚氨酯制備中擴(kuò)鏈劑的選擇具有重要參考價(jià)值。

試驗(yàn)中，采用SPI3800N掃描探針顯微鏡觀(guān)察3種擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈得到的HTPB/IPDI系聚氨酯薄膜表面形貌。觀(guān)察范圍在8μm內(nèi)，高度小于50nm。由于A(yíng)FM相圖的原理是以材料軟硬度的差異成像，因此它可排除表面粗糙度的影響，起到邊緣增強(qiáng)的效果，同時(shí)可避免表面形貌平面圖可能因宏觀(guān)的不平整引起的假相，真實(shí)反映材料組成結(jié)構(gòu)情況。通過(guò)相圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這3種聚氨酯的微觀(guān)形態(tài)差異明顯。

BDO擴(kuò)鏈聚氨酯中有顏色較深的分散相存在，尺寸100～1000nm;MOEA擴(kuò)鏈聚氨酯中顏色較深的分散相的尺寸則小了很多，最大的聚集體只有300nm，且軟硬段界面相對(duì)模糊;而D2230擴(kuò)鏈聚氨酯試樣表面幾乎沒(méi)有差異，表明基本上處于相溶合狀態(tài)。

產(chǎn)品名稱(chēng):4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA
   

分子式:C21H30N2
   
分子量:310.49‍
   
CAS: 13680-35-8

4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯（PU）擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹(shù)脂（EP）固化劑。能改善制品的機(jī)械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機(jī)合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體（CPU）、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯（TPU）。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機(jī)合成的中間體及聚脲樹(shù)脂固化劑。

dmba具有比dmpa更低的熔點(diǎn)，而且dmba容易熔于多元醇，所以在相同的時(shí)間內(nèi)dmba可以完全按照配方反應(yīng)，而由于dmpa只有一部分溶解反應(yīng)掉，所以dmba比dmpa合成的分子量大，力學(xué)性能更優(yōu)越。dmba光澤度比dmpa的光澤度高的原因，可能是由于dmba的親水性更好，導(dǎo)致乳液的粒徑比較小，粒子較均勻。

綜上所述，二羥甲基丁酸具有比二羥甲基丙酸無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以認(rèn)為是目前己知性能最優(yōu)的親水基化合物。

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保政策的日益嚴(yán)厲，各項(xiàng)法規(guī)相繼出臺(tái)，我國(guó)的水性樹(shù)脂的必將快速發(fā)展，水基材料替代傳統(tǒng)的油性材料已是大勢(shì)所趨，二羥甲基丁酸作為一種性能更優(yōu)的羧酸型親水?dāng)U鏈劑，必將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)。

綠色和低碳經(jīng)濟(jì)是當(dāng)今世界發(fā)展的主題，與傳統(tǒng)的化石基塑料相比，生物基和生物可降解的聚酯類(lèi)樹(shù)脂固有對(duì)熱敏感、易水解、熔體強(qiáng)度差和力學(xué)性能不足等弊端，甚至不能單獨(dú)使用。山西省化工研究所研制的環(huán)氧官能化聚合物擴(kuò)鏈劑采用溶劑法和懸浮法聚合，通過(guò)引發(fā)劑的用量調(diào)節(jié)最終產(chǎn)品的性能，合成出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、適用性好、針對(duì)性強(qiáng)、后期加工使用方便的新型環(huán)氧類(lèi)擴(kuò)鏈劑，構(gòu)成了合成技術(shù)的創(chuàng)新。

聚氨酯彈性體的熱重曲線(xiàn)，擴(kuò)鏈劑為DHD最大的是380—410℃，HEG情況下是330—400℃. 增加的最大溫度交聯(lián)聚氨酯表明基質(zhì)內(nèi)較低的擴(kuò)散率的降解產(chǎn)物的基質(zhì)。

以nH12MDI∶nPTMEG－1000=3∶1，異氰酸酯指數(shù)R=1來(lái)合成。比較PU-EG，PU-1，4-BG和PU-1，6-PG三種彈性體，EG擴(kuò)鏈時(shí)PU彈性體硬度、定伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度均最大，撕裂強(qiáng)度與PU-1，4-BG相當(dāng)，但是EG擴(kuò)鏈時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率最低。這是因?yàn)殡S著擴(kuò)鏈劑分子中碳原子數(shù)目的增多，彈性體中硬段的密度逐漸變小，硬段相和軟段相的相容性變好，相分離效果變差，使PU彈性體力學(xué)性能下降。

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