聚氨酯用水性類固化劑
聚氨酯用水性類固化劑的合成工藝: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。合成的聚氨酯用水性類固化劑適合在薄膜蒸發(fā)器中進(jìn)行游離TDI的分離,分離后得到的聚氨酯用水性類固化劑性能指標(biāo)按1.3方法測得結(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
聚氨酯由兩相來組成,包括軟段和硬段,軟段是長鏈多元醇,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。
對于合成聚氨酯來講,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。
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)。
產(chǎn)品應(yīng)用:間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴(kuò)鏈劑HER)是一種對稱的芳香族二醇擴(kuò)鏈劑,它與MDI有著良好的配伍性。廣泛應(yīng)用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實(shí)能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性,并把收縮性限制到較小,沒有污染。同時(shí),該材料除具有芳香族擴(kuò)鏈的優(yōu)點(diǎn)外,還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結(jié)晶現(xiàn)象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂強(qiáng)度、初始強(qiáng)度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點(diǎn)低、操作方便等特殊優(yōu)點(diǎn)。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結(jié)合輪胎、泥漿管內(nèi)襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質(zhì)和硬質(zhì)包裝材料等。
包裝儲運(yùn):紙板桶,內(nèi)襯黑色塑料袋;20公斤裝。
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)速率會有所不同。
在聚氨酯生產(chǎn)中最通用的氫供體是胺類和醇類,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。相對反應(yīng)速度可以通過催化劑來選擇(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。
使用這些預(yù)聚體在某些生產(chǎn)上是有好處的。雖然購買預(yù)聚體要比自己合成貴一些,但是它可避免在操作過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。
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。
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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