聚氨酯亲水基团固化剂
聚氨酯亲水基团固化剂的亲水改性常用方法有外乳化法和内乳化法。外乳化法是直接将乳化剂加入其中,进行物理混合。
外乳化法存在粒径大小差别大、相容性差、乳化剂成膜后容易游离于成膜物表面等问题,使得成膜物表面具有亲水性,涂膜的耐水性降低。因此,外乳化法只能应用于制备对耐水性要求不高的材料。
内乳化法是在聚氨酯预聚体中直接引入亲水基团或含有亲水基团的扩链剂进行化学改性,制备出的聚氨酯亲水基团固化剂与水混合后,分子中亲水基团朝向水相,不但可以保护NCO基团,且亲水基团的相互排斥能够使多异氰酸酯稳定的在水中分散;固化成膜后,成膜物中不存在游离的亲水性小分子,较外乳化法在耐水性、耐溶剂性及物理机械性能等方面均有明显改善。根据引入亲水基图的种类,聚氨酯亲水基团固化剂亲水改性主要可分为非离子改性、离子改性、非离子和离子混合改性。
常用的胺有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二胺、间苯二甲胺(MxDA)、二氨基二苯基甲烷(DDM);常用的叔胺类有咪唑、2-甲基咪唑等;常用的环氧化物有环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、缩水甘油醚和环氧树脂等。此类改性方法在改性胺中占据极其重要地位。以下就加成反应所需原料的不同分别加以阐述。
环氧树脂与胺系的加成反应
环氧树脂-胺加成物采用环氧树脂和过量的乙二胺(或己二胺、二乙烯三胺等)加热回流反应,脱除过量的胺制得。分为液态(溶液型)和固态两种。环氧树脂常采用60l(E—20).此类改性方法目前已被淘汰,不再使用。
Unilink4200,MDBA,4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷优点:
液体,安全易操作
釜中寿命长
毒性低-艾姆斯试验为阴性
流动性和附着性提高
可用于MDI预聚物的熟化
与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容
可用于室温熟化
硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低
TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性
MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强
Unilink4200,MDBA,4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷产品用途
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可应用于硬泡、软泡、涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体、典型的使用量为多元醇的1-5%.4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA还可应用于喷涂聚脲、及多种用于金属和混凝土修补的化合物.
在标准的TDI和高回弹泡沫组合料中,加入3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸强度、撕裂强度和承载性能,在多数情况下,这些优点在降低泡沫密度得以实现在聚酯泡沫中,同样比例的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以显著提高撕裂强度和承载性能,而不影响泡沫的其他性能。
冷模塑泡沫 - 在商业应用中已经证实,加入1-2php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA
可降低密度、软化泡沫,从而使泡沫性能得以优化。还可以增强拉伸强度、撕裂强度和延伸率,缩短脱模时间。
聚氨酯硬泡–在有水或无水硬泡体系中使用3-5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA,
可明显提高泡沫的压缩强度及尺寸稳定性,同时降低易脆性,提高闭孔率,降低导热系数。
聚异氰脲酸酯硬泡 - - 在系统中加入5php的4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高压缩强度100%,在高比例水发泡或全水发泡中,尺寸稳定性显著改善。
涂料/胶粘剂/密封剂/弹性体
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室温熟化.配合适当的催化剂共熟化剂,可以生产用于喷涂、浇铸法的组合料系统。用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化剂的配方,可以提高粘着性和表面质量。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基层更好地润湿,熟化后的聚合物与涂敷的表面更好地粘着。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷,Unilink4200-MDBA可用于MDI半预聚物的熟化,以生产一系列硬度高的弹性体。
使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化剂可以延长釜中寿命,从而生产用作工业密封材料的软弹性体。
降低凝胶反应速度,
使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。
环氧氯丙烷与胺类的反应
间苯二甲胺(MxPA)与环氧氯丙烷(ECH)反应,脱除HCl后得到链状多胺,此类固化剂具有良好的耐药品性、粘接性、耐胺闪蒸性,树脂固化物柔韧性高.粘接剂剥离强度高。WR-112型固化剂也具有类似结构。
此固化剂可以水下、带水、带锈固化,主要用作防腐涂层.固化后的涂膜有很好的柔韧性、冲击强度、耐溶剂性、耐腐蚀性。
缩水甘油醚与胺系化合物的加成
正-丁基缩水甘油醚与二乙烯三胺加成反应得到593固化剂,与1,3-二氨基环己烷改性得的固化剂具有极好的粘接性和延伸率。苯基缩水甘油醚和己基、辛基缩水甘油醚与乙醇胺、二乙醇胺反应可制得固化性能优良、韧性较好的改性乙醇胺固化剂。由甲酚类缩水甘油醚与低级脂肪胺如二乙烯三胺、三乙烯四胺反应得到的改生产物价格低廉、性能良好,可以广泛应用于一般粘接、防腐、玻璃钢制作等方面。
丁基缩水甘油醚与二氨基二苯基甲烷反应得到的改性胺固化剂P-4000(AD型)环氧树脂,具有强度高、热变形温度高(达125℃)的特点。以烯丙基缩水甘油醚改性三乙撑甲胺得到的固化剂可用于沥青环氧的固化,用于建筑物防漏、粘接、公路交通,具有优良的耐湿性、耐腐蚀住。三溴苯基缩水甘油醚或溴代甲酚类缩水甘油醚与低级脂肪胺如二乙烯三胺加成反应得到阻燃固化剂,其溴含量大于25%,与树脂固化后具有一定的阻燃性。
由2-甲基咪唑与丁基缩水甘油醚基缩水甘油醚反应得到固化剂704,705.传统生产方法得到的产品外观为棕褐色粘稠液体.外观不理想,采用无水乙醇作溶剂反应得到的产品为红棕色粘稠液体,外观更适合作固化剂使用。值得注意的是上列改性例子中由于胺的高度活泼性,应采用滴加缩水甘油醚以控制反应,避免放热过剧,产生暴沸、冲料事故.而且产品色泽较浅.还应注意缩水甘油醚采用单环氧基团的,否则反应难以控制,增链反应剧烈,产物粘度极大。
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