耐黄变聚氨酯树脂固化剂
采用TDI大量过量的方式来合成耐黄变聚氨酯树脂固化剂,羟基基本上是被TDI上的—NCO包围,未反应的羟基和TDI上的—NCO反应的概率大,得到的耐黄变聚氨酯树脂固化剂就接近理想反应,TDI过量越多,反应接近理想反应的程度越大。
TDI过量得越多,体系黏度越低,继续增大TDI的含量,按黏度的趋势,体系黏度会继续降低,但凝胶时间相差已经不是太大了,而且凝胶所需时间已经很长了,这么长的时间足够分离时不凝胶也不固化。考虑到随着体系中未反应TDI含量的增加,会导致后处理能耗加重,所以确定TDI与TMP的质量配比为5∶1。
反应温度的影响。温度是TDI-TMP加成反应重要的影响因素。反应温度越高,反应速度越快,反应完成所需时间越短,但是反应温度越高,副反应越多,产物的黏度越大,各种物料越容易被氧化,产物的颜色越深,而且反应温度越高,TDI分子的2个—NCO基团的活性差异越小,这样得到的产物相对分子质量分布越不均匀。
另一方面,该反应是放热反应,外界所给予的能量越多,越不利于反应的控制,反应体系黏度迅速增加甚至有可能造成凝胶。因此,在合成反应中要避免高温。
加料方式对合成预聚物性能的影响。在耐黄变聚氨酯树脂固化剂的合成工艺中,加料方式有多种,而且不同的加料方式对产物影响较大。本文试验了3种加料方式,第1种是一次加料,即将脱水的TMP、TDI和醋酸丁酯一起加入到反应器中进行反应。该法的优点是工艺简单,节约设备,缩短反应时间。
然而一次加料的方式中,反应过程中的温度难控制,产物相对分子质量分布不均匀,黏度大。第2种是将固体的TMP分次加料,即分多次将固体TMP加到TDI-醋酸丁酯溶液中进行反应。第3种是将脱水后的TMP保温在60℃以上(防止TMP析出),在搅拌下将TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶__液中进行反应。
产品应用:间苯二酚二(2-羟乙基)醚(芳香族二醇扩链剂HER)是一种对称的芳香族二醇扩链剂,它与MDI有着良好的配伍性。广泛应用于混炼型、浇注型、热塑型的PU弹性体制品。这种材料已经被证实能够较大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性,并把收缩性限制到较小,没有污染。同时,该材料除具有芳香族扩链的优点外,还避免了HQEE在稍微降温情况下迅速结晶现象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂强度、初始强度、邵氏硬度、压缩变形、断裂变形以及低收缩性、抗切割、柔韧性好、防渗透性、熔点低、操作方便等特殊优点。如铸轮、密封件、压制垫、非粘结合轮胎、泥浆管内衬、滑板轮、鞋部件、饮料容器、氨纶以及软质和硬质包装材料等。
包装储运:纸板桶,内衬黑色塑料袋;20公斤装。
分子式:C10H14O4
分子量:198.22
羟值 545-565mg KOH/g
熔点℃≥83℃
在第3种工艺中,TDI相对于TMP过量,4位—NCO反应几率较大,因而反应均匀。而且滴加法反应过程容易控制,反应趋于理想化,合成的产品相对分子质量分布均匀,黏度低,在薄膜蒸发器中分离游离TDI过程中操作稳定。所以选择用第3种加料方式进行加料。
溶剂的影响。在相同温度及固含量,不同溶剂体系的黏度是不相同。早期用环己酮作溶剂以完成均相加成反应,但产物颜色深,气味大,不宜使用。
后来的研究中,多用甲苯、二甲苯和醋酸丁酯的混合溶剂,效果较佳。本研究中,采用单一溶剂醋酸丁酯,是因为单一的溶剂其物理特性单一,便于后处理中的分离,分离后的溶剂循环使用。
合成了相对分子质量小、黏度低、流动所需温度低的适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI分离的TDI-TMP预聚物。
温度对产物的黏度和颜色影响较大,对产物的固体分含量、密度、—NCO值影响不大。TMP在低于40℃时易析出,因此反应低限温度不宜低于40℃。本实验突破了先低温再高温反应的传统思路,采用一直在较低温度下反应,适当增加反应时间。
结果表明,反应不仅能够进行,而且趋于理想反应,所得到的反应产物颜色浅,相对分子质量小,黏度低,流动所需温度低,这样的产物适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离。因此,该合成反应选择在较低温度下进行,延长反应时间使反应完全,反应温度控制在50℃,1h滴加完全后,再继续反应4h,得到的加成产物直接在薄膜蒸发器上进行游离TDI的分离,得到了性能优良的无毒固化剂。
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