聚氨酯材料固化剂
聚氨酯材料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,制备出的聚氨酯材料固化剂与水混合后,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,聚氨酯材料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。
1.1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。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷(环脂胺固化剂扩链剂dmdc,dacm,macm)产品应用:
产品性能与巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一样;用途如下:
1、用于环氧树脂固化剂(高档打磨,饰品胶);
2、环氧涂料固化剂(船舶漆,重防腐漆等工业建筑漆);
3、还氧复合材料固化剂(风力叶片固化剂,风力模具料固化剂,胶辊固化剂);
4、应用用于聚氨酯(PU),聚脲喷涂弹性体(SPUA)等的扩链剂,助剂;
5、应用于聚天门冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成异氰酸酯,进一步制备成UV涂料、PU漆、透明弹性体及胶粘剂等,此外,也应用于聚酰胺和环氧树脂工业。
推荐用量:配合比100:32(相对于EEW=190环氧树脂),可使用时间400min(25° 150g)。
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。
1.2 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。
1.3 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。
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