烷基聚氨酯用擴(kuò)鏈劑
烷基聚氨酯用擴(kuò)鏈劑的制備方法及其產(chǎn)品。該制備方法包括以下步驟:原料準(zhǔn)備:二異氰酸酯、高級脂肪醇、多羥基化合物、催化劑、有機(jī)溶劑;多羥基化合物脫水預(yù)處理;二異氰酸酯烷基化;多羥基化合物烷基化制得烷基聚氨酯用擴(kuò)鏈劑。
制備方法的操控性強(qiáng),設(shè)備簡單。采用該方法制備的烷基聚氨酯用擴(kuò)鏈劑可用于各種聚氨酯材料的制備,以向聚氨酯高分子中引入較高含量的側(cè)長鏈烷基,賦予聚氨酯材料明顯的拒水防污性能,具有良好的市場前景;產(chǎn)品安全環(huán)保,使用方便。
預(yù)聚合和中和反應(yīng)。以DBTDL作催化劑,PPG、dmpa和TDI在75~80℃下反應(yīng)3h。dmpa中的羥基用TEA在40~50℃下進(jìn)行中和。中和之后,把以—NCO封端的預(yù)聚物分成2份,其中一份加入10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的丙酮,并高速攪拌15min。
水分散和擴(kuò)鏈反應(yīng)。當(dāng)以—NH2(HYD和EDA)作擴(kuò)鏈劑時,上述2份預(yù)聚物均以去離子水在20℃下分散,加入擴(kuò)鏈劑,35℃下恒溫1h。當(dāng)以—OH(EG)作擴(kuò)鏈劑時,擴(kuò)鏈反應(yīng)在分散前進(jìn)行,以避免羥基和水之間的競爭。在45℃下進(jìn)行0.5h的擴(kuò)鏈反應(yīng),然后加入水,30℃下恒溫1h以上。加不加丙酮均可,即使有丙酮存在,反應(yīng)體系的黏度仍很高。這樣可獲得固含量為35%的聚氨酯。
檢測方法。把擴(kuò)鏈后的聚合物分別涂布在相應(yīng)試件的水平表面上,室溫下干燥7d,然后在60℃下再干燥12h:以HYD和EDA為擴(kuò)鏈劑的聚脲涂布在玻璃試件上,以EG為擴(kuò)鏈劑的聚氨酯涂布在聚四氟乙烯表面。涂膜取下后,放置在干燥器中,避免與潮濕的空氣接觸。涂膜的厚度控制在1mm以內(nèi)。按GB5210—85測試方法測試該涂料與木材之間的附著力。
產(chǎn)品名稱: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)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機(jī)械和動力學(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脂固化劑。
以HYD和EDA作為擴(kuò)鏈劑比以EG作為擴(kuò)鏈劑所得的膜彈性要小,這是由于—NCO與—NH2反應(yīng)形成脲基的緣故。脲基中有2個氮原子可形成氫鍵,而氨基中只有1個氮原子可形成氫鍵。因此,脲基的存在,使材料的結(jié)晶性、剛性和脆性都增加了。
在低的—NCO/—OH比值時,用EDA形成的膜比用HYD的膜更脆。其原因也許是在2個脲基之間由EDA形成的—CH2—CH2—鏈段使硬段具有柔性以及與由PPG形成的軟段有更多的兼容性。
這時,硬段與軟段的可混合性加強(qiáng)了,這是由于PPG形成的醚鏈與胺鏈或脲鏈間的氫鍵的相互作用。另一方面,HYD使硬段具有更大的極性,從而軟段與硬段間的可混合性減小了。
涂膜的力學(xué)性能。熱塑性彈性體的力學(xué)行為取決于分子內(nèi)硬鏈段間的相互作用力。以HYD為擴(kuò)鏈劑,在丙酮存在下,以PPG為反應(yīng)原料所得的乳液膜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。隨著—NCO/—OH的比值增加,其應(yīng)變增大(相同應(yīng)力下)。這是由于隨著—NCO基團(tuán)的增加,鏈段間的氫鍵增加,使得其剛性增加,從而其對外力的抵抗作用也增加的緣故。
在同一—NCO/—OH比值下,在涂膜斷裂之前,應(yīng)力也是隨著應(yīng)變的增大而增大的,這是由于隨著應(yīng)變的增大,高分子鏈從卷曲狀態(tài)變直,其收縮變回原形的趨勢也更強(qiáng)烈,于是產(chǎn)生的應(yīng)力也就增大。但是,產(chǎn)生的應(yīng)變較大后,高分子鏈幾乎成為一條直線,再增大應(yīng)變,應(yīng)力增大幅度明顯減小。
以不同的原料(P1、P2和P12)和在分散過程中是否加入丙酮所得膜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比。從有丙酮存在的AR(acetoneinreaction)線可看出,P2膜的彈性最好(即應(yīng)變相同時,應(yīng)力最小),P12居中,P1最差。無丙酮存在的PD線(puredispersions)也可見是如此。這是因為P2分子鏈比P1分子鏈長,以P2為原料,增加了軟段的長度,形成的氫鍵減小,軟段與硬段間的作用減小,從而軟段與硬段的相分離加劇。
氫鍵起到“交聯(lián)的作用,使材料的彈性減小,抗張強(qiáng)度增大。另外,在膜斷裂前,應(yīng)力幾乎不隨應(yīng)變的增加而增大。
文章版權(quán):張家港雅瑞化工有限公司
http://343800.com.cn
