水性PU(聚氨酯)固化劑
水性PU(聚氨酯)固化劑的合成工藝:反應(yīng)溫度控制在50℃,在攪拌下將TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶液中進(jìn)行反應(yīng),1h滴加完全后,再繼續(xù)反應(yīng)4h,TDI和TMP的質(zhì)量比為5∶1。合成的水性PU(聚氨酯)固化劑適合在薄膜蒸發(fā)器中進(jìn)行游離TDI的分離,分離后得到的水性PU(聚氨酯)固化劑性能指標(biāo)按1.3方法測(cè)得結(jié)果如下:w(殘余TDI)≤0.4%,w(固含量)≥75%,w(—NCO)≥13.0%。
實(shí)驗(yàn)室聚氨酯的合成
聚氨酯由兩相來(lái)組成,包括軟段和硬段,軟段是長(zhǎng)鏈多元醇,硬段是由異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑構(gòu)成。聚氨酯是由異氰酸酯和多元醇反應(yīng)先生成預(yù)聚體,然后與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)硫化制得。有時(shí)使用“一步法”來(lái)合成聚氨酯以降低成本和增加反應(yīng)速度。所謂“一步法”就是將多元醇、異氰酸酯及擴(kuò)鏈劑混合,一步反應(yīng)生成聚氨酯。
對(duì)于合成聚氨酯來(lái)講,大家都知道,其所有成份極易吸水,聚醚在船運(yùn)期間進(jìn)行有效干燥,廠家能夠直接使用。在操作期間水分經(jīng)常偶然進(jìn)入,因此需脫氣工序。小樣品很容易吸取一定量的不利于合成的潮氣,因此在實(shí)驗(yàn)室任何異氰酸酯反應(yīng)之前應(yīng)該脫氣。脫氣可將混合時(shí)帶入的空氣排出。在下面的配方中都采用了脫氣或干燥工序。
使用這些預(yù)聚體在某些生產(chǎn)上是有好處的。雖然購(gòu)買(mǎi)預(yù)聚體要比自己合成貴一些,但是它可避免在操作過(guò)程中異氰酸酯的揮發(fā)。如果準(zhǔn)備合成預(yù)聚體,下面典型的程序是有幫助的。
(1)加熱690g(1.38當(dāng)量)的TerathanE1000的聚醚,在90℃下,真空攪拌1~2小時(shí),除去所存在的濕氣。
(2)氮?dú)獗Wo(hù)下冷卻至70℃。
(3)加入435g(3.5當(dāng)量)的純MDI。
反應(yīng)熱將使溫度升高至80±4℃,保持這個(gè)溫度1~2小時(shí),確保反應(yīng)完全。在沒(méi)有濕氣的存在下,用這種技術(shù)生產(chǎn)的預(yù)聚體,在室溫下可貯存數(shù)月。
對(duì)苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HQEE)-固體是一種對(duì)稱(chēng)的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑。它與MDI有著良好的配伍性,能明顯提高、改善制品的抗張強(qiáng)度、硬度和回彈性能。
HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個(gè)PU彈性體系列,使用該產(chǎn)品的PU一般用于對(duì)產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.
HQEE是一種代替MOCA的新型無(wú)毒擴(kuò)鏈劑。廣泛應(yīng)用于MDI的PUR體系(CPU、TPU、MPU)中。能顯著提高PUR制品的耐溫等級(jí)、力學(xué)性能(撕裂強(qiáng)度、剪切性、硬度、回彈性等),提高M(jìn)PU膠料儲(chǔ)存穩(wěn)定性、防止燒焦。很好地改善和調(diào)節(jié)了PUR的性能。MDI/HQEE常用于對(duì)制品物理性能有高要求的領(lǐng)域。如:油井密封件、叉車(chē)輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品,對(duì)改善高回彈微孔泡沫制品性能很有幫助。
擴(kuò)鏈劑是澆注型聚氨型彈性體的三個(gè)主要組份之一。
TDI體系的預(yù)聚體制備時(shí)通常在較低的溫度,TDI在40~45℃,Terathane在其通常的貯存溫度60~70℃較為合適。
Terathane可以做為軟段材料與通用的二異氰酸酯反應(yīng),全球最常用的二異氰酸酯為4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和甲苯二異氰酸酯(TDI),(2,4-;2,6-TDI異構(gòu)體以各種比例混合的混合物)。
Terathane也可與特殊的二異氰酸酯反應(yīng),例如PPDI,以提高耐磨性能、耐溫性能和撓曲疲勞性能。對(duì)于脂肪族二異氰酸酯,參看抗紫外光部分。其它的二異氰酸酯偶然遇到,它們也可與Terathane反應(yīng),盡管反應(yīng)速率會(huì)有所不同。
在聚氨酯生產(chǎn)中最通用的氫供體是胺類(lèi)和醇類(lèi),當(dāng)最終產(chǎn)物為彈性體時(shí),通常用的擴(kuò)鏈劑為二胺和二醇。各種氨基和羥基與苯基異氰酸酯反應(yīng)的速度。相對(duì)反應(yīng)速度可以通過(guò)催化劑來(lái)選擇(參看硫化時(shí)間和催化劑部分)。
雖然“一步法”生產(chǎn)聚氨酯彈性體有其有利的一面(例如成本低、速度快),但是多數(shù)情況下大家愿意選擇“預(yù)聚法”路線。
研究表明:低溫有利于反應(yīng)向理想方向進(jìn)行,且產(chǎn)物顏色淺;TDI過(guò)量越多,反應(yīng)越接近理想反應(yīng),TMP及溶劑必須脫水,采用單一的醋酸丁酯溶劑,便于分離后循環(huán)使用。
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