封閉類聚氨酯固化劑
雙組分水性聚氨酯是將多元醇組分與固化劑組分混合,混合后沒(méi)有一次用完,則不能再繼續(xù)使用,造成原料浪費(fèi),且固化劑組分中的NCO基團(tuán)活性較高,常溫下即可與大氣中的水發(fā)生反應(yīng)使其變質(zhì)。若將NCO基團(tuán)與某種封閉劑反應(yīng),制得常溫下穩(wěn)定的封閉類聚氨酯固化劑,使用時(shí)再通過(guò)加熱使其恢復(fù)原來(lái)的異氰酸酯結(jié)構(gòu)并與含羥基組分反應(yīng),既可得到原有聚氨酯又可以解決上述問(wèn)題。
封閉類聚氨酯固化劑在水中具有很好的穩(wěn)定性,被廣泛應(yīng)用于水性系統(tǒng)中,但封閉類聚氨酯固化劑中的NCO基團(tuán)活性很高,容易發(fā)生副反應(yīng),在解封溫度較高時(shí),會(huì)發(fā)生NCO基團(tuán)的二聚、三聚,生成脲基甲酸酯或縮二脲等,所以開(kāi)發(fā)低解封溫度的封閉劑至關(guān)重要。
酚類化合物和異氰酸酯的反應(yīng)機(jī)理與醇和異氰酸酯反應(yīng)機(jī)理類似,都是NCO基團(tuán)與活性氫反應(yīng),分別生成氨基甲酸酯和氨基甲酸苯酯,酚類化合物中由于有苯環(huán)的共軛作用,導(dǎo)致酚羥基的反應(yīng)活性比醇羥基弱,所以酚類封閉劑與醇類相比解封溫度較低,但封閉反應(yīng)緩慢,需要在加熱或添加催化劑條件下使反應(yīng)加速進(jìn)行。
肟類封閉劑非常適用于脂肪族類異氰酸酯的封閉,其解封溫度比醇類和酚類封閉劑低。王黎等以TDI、TMP為原料合成聚氨酯預(yù)聚體,以甲乙酮肟為封閉劑合成水性聚氨酯固化劑,結(jié)果表明,該固化劑貯存穩(wěn)定性良好且解封閉溫度較低。
鐘燕等以異氰酸酯三聚體與MPEG為原料反應(yīng),再用不同的封閉劑封閉剩余的NCO基團(tuán),制備出可水分散的封閉聚氨酯固化劑,結(jié)果表明,當(dāng)MPEG分子量小于2000、以甲乙酮肟作為封閉劑時(shí),制備出的封閉類聚氨酯固化劑黏度適中且穩(wěn)定性良好。
封閉-解封機(jī)理。封閉劑與異氰酸酯的反應(yīng)是典型的親核加成反應(yīng)。
這個(gè)反應(yīng)過(guò)程可用兩個(gè)機(jī)理解釋:一是消除-加成機(jī)理,即在一定溫度下,封閉型異氰酸酯分解為封閉劑和游離的異氰酸酯,其中游離的異氰酸酯繼續(xù)與羥基組分反應(yīng)生成雙組分聚氨酯。另一種為加成-消除機(jī)理,即羥基與封閉的NCO基團(tuán)配合反應(yīng)形成四面體中間體,然后脫去封閉劑。
擴(kuò)鏈劑dmba 親水劑dmba 2,2-二羥甲基丁酸
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機(jī)溶劑,有機(jī)殘留物為零.不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造.目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替)
產(chǎn)品基本要素
外觀:白色粉末
Cas No:10097-02-6
月產(chǎn)量:20噸
包裝方式:凈重25kg/包
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機(jī)溶劑,有機(jī)殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以優(yōu)越的性價(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。
2.涂料助劑,用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、膠粘劑等。
3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):
(1). dmba在有機(jī)溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數(shù)據(jù);(單位g/100g溶劑)
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。
(2).高反應(yīng)率,反應(yīng)速度快,反應(yīng)溫度低。合成聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因?yàn)?a href=http://343800.com.cn/chanpinzhongxin/jaz/2018-05-16/20.html target=_blank class=infotextkey>dmba結(jié)構(gòu)中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應(yīng)速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細(xì)且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
封閉劑的類型。常用于封閉水性聚氨酯固化劑的封閉劑有異丙醇、苯酚、己內(nèi)酰胺、甲乙酮肟、咪唑、亞硫酸氫鈉、丙二酸二乙酯等。一般根據(jù)解封溫度和水溶性選擇封閉劑。在封閉反應(yīng)中,當(dāng)NCO基團(tuán)連有給電子取代基時(shí),可以促進(jìn)封閉反應(yīng)的進(jìn)行;而連有吸電子取代基時(shí)則可以促進(jìn)解封反應(yīng)的進(jìn)行。
醇類和酚類封閉劑。醇類封閉劑具有較高的解封溫度和較低的反應(yīng)活性,所以能夠在水中很穩(wěn)定地存在。如電沉積底漆所需貯存穩(wěn)定性很強(qiáng),所以以2-乙基己醇為封閉劑。
咪唑和脒類、吡唑和三唑類封閉劑。由于氫鍵的存在,咪唑和脒類、吡唑和三唑類封閉劑的解封溫度相對(duì)較低。周靜靜等以IPDI、TMP為原料經(jīng)加成反應(yīng),以dmpa為擴(kuò)鏈劑,再以三乙胺(TEA)中和成鹽,以2-甲基咪唑(2-MI)為封閉劑封端,得到一種在室溫下即可解封的水性聚氨酯固化劑,結(jié)果表明,該固化劑能明顯降低異氰酸酯與水的反應(yīng)速度,增加凝膠時(shí)間。
張漢青等先用異氰酸酯三聚體與dmpa為原料進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng),再以3,5-二甲基吡唑(DMP)為封閉劑,將剩余的NCO基團(tuán)封閉,最后用二甲基乙醇胺(DMEA)中和成鹽,制得的水性固化劑可在較低溫度下實(shí)現(xiàn)解封。
亞硫酸氫鹽類封閉劑。亞硫酸氫鈉價(jià)格低廉且環(huán)保無(wú)污染,所封閉的聚氨酯固化劑解封溫度較低,應(yīng)用價(jià)值很高。Zhang等以聚醚二醇(N210)、IPDI為主要原料、亞硫酸氫鈉為封閉劑合成水性聚氨酯固化劑,結(jié)果表明,封閉反應(yīng)的最佳條件為:20℃反應(yīng)45min,n(NaHSO3)∶n(—NCO)=1.1,解封溫度76~130℃。
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