烷基聚氨酯用扩链剂
烷基聚氨酯用扩链剂的制备方法及其产品。该制备方法包括以下步骤:原料准备:二异氰酸酯、高级脂肪醇、多羟基化合物、催化剂、有机溶剂;多羟基化合物脱水预处理;二异氰酸酯烷基化;多羟基化合物烷基化制得烷基聚氨酯用扩链剂。
制备方法的操控性强,设备简单。采用该方法制备的烷基聚氨酯用扩链剂可用于各种聚氨酯材料的制备,以向聚氨酯高分子中引入较高含量的侧长链烷基,赋予聚氨酯材料明显的拒水防污性能,具有良好的市场前景;产品安全环保,使用方便。
预聚合和中和反应。以DBTDL作催化剂,PPG、dmpa和TDI在75~80℃下反应3h。dmpa中的羟基用TEA在40~50℃下进行中和。中和之后,把以—NCO封端的预聚物分成2份,其中一份加入10%(质量分数)的丙酮,并高速搅拌15min。
水分散和扩链反应。当以—NH2(HYD和EDA)作扩链剂时,上述2份预聚物均以去离子水在20℃下分散,加入扩链剂,35℃下恒温1h。当以—OH(EG)作扩链剂时,扩链反应在分散前进行,以避免羟基和水之间的竞争。在45℃下进行0.5h的扩链反应,然后加入水,30℃下恒温1h以上。加不加丙酮均可,即使有丙酮存在,反应体系的黏度仍很高。这样可获得固含量为35%的聚氨酯。
检测方法。把扩链后的聚合物分别涂布在相应试件的水平表面上,室温下干燥7d,然后在60℃下再干燥12h:以HYD和EDA为扩链剂的聚脲涂布在玻璃试件上,以EG为扩链剂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,避免与潮湿的空气接触。涂膜的厚度控制在1mm以内。按GB5210—85测试方法测试该涂料与木材之间的附着力。
产品名称:4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺),固化剂扩链剂MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
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。
以HYD和EDA作为扩链剂比以EG作为扩链剂所得的膜弹性要小,这是由于—NCO与—NH2反应形成脲基的缘故。脲基中有2个氮原子可形成氢键,而氨基中只有1个氮原子可形成氢键。因此,脲基的存在,使材料的结晶性、刚性和脆性都增加了。
在低的—NCO/—OH比值时,用EDA形成的膜比用HYD的膜更脆。其原因也许是在2个脲基之间由EDA形成的—CH2—CH2—链段使硬段具有柔性以及与由PPG形成的软段有更多的兼容性。
这时,硬段与软段的可混合性加强了,这是由于PPG形成的醚链与胺链或脲链间的氢键的相互作用。另一方面,HYD使硬段具有更大的极性,从而软段与硬段间的可混合性减小了。
涂膜的力学性能。热塑性弹性体的力学行为取决于分子内硬链段间的相互作用力。以HYD为扩链剂,在丙酮存在下,以PPG为反应原料所得的乳液膜的应力-应变曲线。随着—NCO/—OH的比值增加,其应变增大(相同应力下)。这是由于随着—NCO基团的增加,链段间的氢键增加,使得其刚性增加,从而其对外力的抵抗作用也增加的缘故。
在同一—NCO/—OH比值下,在涂膜断裂之前,应力也是随着应变的增大而增大的,这是由于随着应变的增大,高分子链从卷曲状态变直,其收缩变回原形的趋势也更强烈,于是产生的应力也就增大。但是,产生的应变较大后,高分子链几乎成为一条直线,再增大应变,应力增大幅度明显减小。
以不同的原料(P1、P2和P12)和在分散过程中是否加入丙酮所得膜的应力-应变曲线对比。从有丙酮存在的AR(acetoneinreaction)线可看出,P2膜的弹性最好(即应变相同时,应力最小),P12居中,P1最差。无丙酮存在的PD线(puredispersions)也可见是如此。这是因为P2分子链比P1分子链长,以P2为原料,增加了软段的长度,形成的氢键减小,软段与硬段间的作用减小,从而软段与硬段的相分离加剧。
氢键起到“交联的作用,使材料的弹性减小,抗张强度增大。另外,在膜断裂前,应力几乎不随应变的增加而增大。
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