偶氮亲水羧酸型扩链剂
本文介绍偶氮亲水羧酸型扩链剂的性能及偶氮亲水羧酸型扩链剂制备方法:将二乙醇胺溶于无水甲醇中,然后和丙烯酸甲酯在反应器中于30~35℃反应4~5h,然后抽真空除去甲醇和过量的丙烯酸甲酯,得到中间体N,N-二羟乙基-2-氨基丙酸甲酯;将N,N-二羟乙基-2-氨基丙酸甲酯和NaOH水溶液加入装有反应器中,在155-160℃下搅拌反应8-10h,得到产物粗品。
采用离子交换法原理除去产物粗品中的钠离子,然后抽真空除去反应生成的甲醇,即得偶氮亲水羧酸型扩链剂;本发明利用Michael加成反应及酯的碱性水解原理,通过两步反应,先将二乙醇胺与丙烯酸甲酯反应,合成出中间体N,N-二羟乙基-2-氨基丙酸甲酯;再将其在NaOH水溶液中进行酯基水解反应得到偶氮亲水羧酸型扩链剂。
羧酸型偶氮亲水扩链剂制作方法
1)将100质量份的2-氨基对苯二甲酸加入到三口瓶中,随后加入500-1000质量份的水充分搅拌形成溶液,然后缓慢滴加10-20质量份浓盐酸(质量浓度36-38%)到三口瓶中,控制体系温度为0-5℃,快速滴加38质量份50wt%(质量浓度,下同)的亚硝酸钠溶液,保持冰水浴条件反应1-2小时,生成2-氨基对苯二甲酸的重氮盐溶液;
2)将102质量份N,N-二羟乙基苯胺溶解于100-300质量份甲醇和0-10质量份乙酸中形成N,N-二羟乙基苯胺溶液,随后滴加步骤1)制得的2-氨基对苯二甲酸的重氮盐溶液到N,N-二羟乙基苯胺溶液中,0.5-1h内滴完;利用1mol/L氢氧化钠溶液调节混合溶液的pH值为4-6,滴加完成后保持体系在0-5℃下反应2-4小时,最后调节体系pH值为4-8,过滤后用乙醇洗涤并真空干燥至恒重得到羧酸型偶氮亲水扩链剂,其化学名称为N,N-二羟乙基-4-(3’,6’-二羧酸基苯基偶氮)苯胺。
目前水性聚氨酯树脂合成中,常使用二羟甲基羧酸含亲水基扩链剂,其主要有dmpa和dmba两种,其中dmpa使用时间较早,是目前使用最为普遍的一种。虽然它有许多优点,但是还存在许多缺点,主要是自身熔点较高(180℃-185℃),很难加热熔解,这就需要加入有机溶剂如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N.N-二甲基酰胺(DMF)、丙酮等,而NMP沸点高,制备APU后很难除去。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
产品外观: 类白色粉末或颗粒
物理特性
熔点: 87-89℃
含量:≥99.0%
4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA是优秀的聚氨酯(PU)扩链剂和环氧树脂(EP)固化剂。能改善制品的机械和动力学性能。此外也可以作为聚酰亚胺的先导化合物和有机合成的中间体。在PU领域M-CDEA适用于浇铸型弹性体(CPU)、RIM弹性体和喷涂聚脲、胶粘剂、弹性体泡沫和热塑性聚氨酯(TPU)。EP领域适用于加工、预浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有机合成的中间体及聚脲树脂固化剂。
而且dmpa在丙酮中溶解度较小,在合成过程需要加入大量的丙酮,脱酮过程既浪费能源又带来安全隐患。所以说使用dmpa不仅生产能耗高,而且产品中易造成有机残留等。而dmba由于有其特殊的分子结构,可以在合成过程不需要消耗一点溶剂,这样不仅缩短了反应时间,降低能耗,而且节省能源。
溶解度:单位g/100g溶剂。dmba在水中溶解度为48%,dmpa为12%。 同时dmba熔点低,为108℃~115℃ ;由于dmba具有优良的溶解性和低熔点,因而它在合成水性聚氨酯乳液过程不需要溶剂或少加溶剂。
谢伟等人在《dmba基水性聚氨酯乳液的合成研究》表明:利用dmba作为亲水扩链剂,采用后扩链工艺,整个反应过程6h基本可以完成,不用溶剂,使得产品环保,而且不需脱溶,避免浪费。
刘都宝等人在《无溶剂水性聚氨酯的合成及性能研究》表明:在用dmba合成水性聚氨酯过程,不要加一点溶剂既可以完成整个反应过程,而且反应结果附合配方设计。
高反应率,反应速度快,反应温度低。合成聚氨酯预聚体反应时间短,一般只要50-60分钟,而dmpa则要150-180分钟。这是因为dmba结构中比dmpa多了一个亚甲基,使羧基与亚甲基的距离加大,羧基与异氰酸酯的空间位阻减少,从而使反应速率增大。
用于水性聚氨酯乳液其粒径更细且分布窄,胶膜性能优异,光泽度高。
刘都宝等人在《无溶剂水性聚氨酯的合成及性能研究》中,分别以二羟基丁酸(dmba)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-220)等主要原料,采用预聚体法合成无溶剂型水性聚氨酯树脂。
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