HDI(六亚甲基二异氰酸酯)缩二脲作为脂肪族聚氨酯固化剂,具备良好的耐候性,与多元醇或醋酸丁酯等溶剂良好的相容性,与含多元醇的聚合物固化后良好的耐溶剂性能,普遍用作涂料、粘合剂和弹性体。GPC结果表明:HDI和水的三步主反应以及副反应有着各自的化学反应活化能,而且在体系内是并列发生的;温度从120oC升高至130oC,四聚体和五聚体的含量增加;当温度从130oC升高至160oC时,HDI缩二脲、四聚体和五聚体的含量基本不变,脲基二异氰酸酯的含量增加。
在研究的基础上,对HDI缩二脲的合成与表征进行了研究,主要包括以下几个方面:1.与传统本体聚合两步控温法比较,本体聚合一步控温法得到的HDI缩二脲固化剂白色不溶聚脲量较少。引入的高沸点极性非质子溶剂丙二醇甲基醚醋酸酯(PMA),能稳定存在于反应体系并改善HDI和水的相容性,完全压制白色不溶聚脲的产生。具体如下:一步控温法反应温度为130℃、反应体系内一次性加入占总反应物用量10%的溶剂、水在2小时内滴完时,能得到综合效果较好:无聚脲、澄清透明、HDI缩二脲质量分数为44.28%(脱除游离HDI算法)、缩二脲基相对含量达到11.03的HDI缩二脲固化剂。2.结合化学滴定法、气相色谱法(GC)、核磁共振法(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和质谱(MS)等化学分析方法,讨论了本体聚合时温度对HDI和水化学反应、对HDI缩二脲固化剂结构的影响。
三聚体又称作为三体,是三个相同分子化合生成的产物。非常容易形成三聚体的化学品有甲醛、三氧化硫、氰酸和脂肪族的异氰酸酯等。三聚体是高分子合成中的一个基本概念,是三聚反应的产物,即三个相同的分子A聚合成一个分子A3,该分子A3即称为三聚体,是一种低分子量的聚合物,相同概念的还有二聚体、四聚体、五聚体等低分子量聚合物,这些聚合物无论是环状的,还是线形的都统称齐聚物,齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的,增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。
三聚体,简而言之是由3个分子的物质单体,通过化学反应,自聚合而成的一种预聚物。PU三聚体是指聚氨酯三聚体,主要分为TDI三聚体(3个TDI分子聚合而成),HDI三聚体(3个HDI分子聚合而成)两种,另还有IPDI三聚体、混合三聚体等等。三聚体类型的聚氨酯固化剂,由于其分子结构的关系,具有反应速度快,硬度高、力学性能优良等特性,同时三聚体结构的存在,使其分子量大、官能度高,可以避些单体的挥发性和毒性的影响,得到的聚氨酯产品交联密度更高。由于TDI类型的单体较其他异氰酸酯更为经济便宜,用其合成的TDI三聚体预聚物反应活性高,能够很好的与其他树脂配合使用,故其需求量相对较大,应用范围较广。应用说明:三聚体反应速度快,哑度低,但柔韧性和附着力相对加成物较差,若单独使用,会导致产品偏哑偏脆(特殊三聚体除外),所以一般三聚体需配合加成物固化剂(75系列)使用,一般添加10~50%的比例于加成物中,可以达到一个较好的效果。三聚体系列固化剂PU哑光快干三聚体固化剂类型:快干哑光型款号:HDX-50BA优点:1.游离TDI<,达欧标产品。2.哑光体系中相容性好(与一般硝化棉能相容)。3.硬度、干速和消光能力强,重涂透明度好。
水性树脂的优势:(1)、环保性.水性涂料用水而不有机溶剂做稀释剂,因此不含有毒化学物质。(以往分散介质为有机溶剂,有机溶剂中含有有毒物质,完全挥发干净至少需要几十年,对于婴儿小孩及未出生的小孩的智力发育是有很大影响的,其中“游离TDI”还具有一定的危险。)(2)减少火灾风险:与溶剂型产品的易燃性相反,水性产品不易燃的防火性,有效减少火灾发生。(3)水性涂料的成膜后特点:与底材具有极高的附着力,固化后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异,涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性能、电气绝缘性能优异等。(4)高吸水树脂(保水剂)系列,保持水分作用。
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三聚反应为可逆反应。许多氮族元素化合物、有机金属化合物等,均可作为脂肪族及芳香族异氰酸酯的三聚反应催化剂。N,N′,N″-三(二甲氮基丙基)-产氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚是常用的叔胺类三聚催化剂。两种或两种以上的异氰酸酯单体在三烷基烷氧基锡催化下可制得合异氰脲酸酯。制造异氰脲酸酯型交联剂需控制三聚反应的程度,以免因无限制地反应而生成聚合度过大的无用物质,一般需加入少量阻聚剂以终止反应。阻聚剂有对甲苯磺酸酯、苯甲酰氯、磷酸、硫酸二甲酯等。即使是控制反应,二异氰酸酯的三聚体实际也是多种官能度异氰酸酯自聚物的混合物,以三聚体为主要成分。
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