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聚氨酯合成中扩链剂的选择
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-3-25 16:28:38 |
本文介绍聚氨酯合成中扩链剂选择，多元醇选择、催化剂选择等等。
聚氨酯合成中扩链剂选择一般是小分子二元醇，如二乙醇、１，４－丁二醇等。含芳环的二元醇比脂肪族二元醇有较好的强度。选择二元胺做扩链剂能形成脲键，极性比氨酯键强，所以比二元醇扩链的ＰＵ具有更高的机械强度、模量、粘附性、耐热性，并且还有较好的低温性能。
特别值得重视的是当亲水物质本身含有两个羟基时，同时还起了扩链剂的作用，这种双重作用使其在自乳化ＰＵ乳液的制备中显示出很大的优越性。
阳离子型聚氨酯合成中扩链剂选择为Ｎ甲基二乙醇胺、Ｎ，Ｎ－二甲基－２，２－二羟甲基丁胺。中和剂常用的有盐酸、硫酸二甲酯等。
阴离子型聚氨酯合成中扩链剂选择有二羟甲基丙酸、２－磺酸钠－１，４－丁二醇等。中和剂常用碱或叔胺。
所以在对光稳定性要求高的应用领域中还需采用脂肪族二异氰酸酯，常用的有：六亚甲基二异氰酸酯（ＨＤＩ）、二环己基甲烷二异氰酸酯（ＨＭＤＩ）等。虽然其活性不如芳香族二异氰酸酯，但产品的韧性较好。
多元醇的选择。常用的多元醇有聚酯多元醇和聚醚多元醇，聚酯型ＰＵ一般比聚醚型ＰＵ具有更高的强度和硬度，而且耐热性和抗氧化性均优。这是因为酯基的极性大，内聚能比醚基的内聚能高。
但聚酯型ＰＵ易水解，且原料来源不如聚醚多元醇的愿料易得，价廉。在聚醚的分子结构中含有醚键，较易旋转，链的柔顺性比酯键好，因此聚醚型的ＰＵ软化温度低，耐低温性能好，有较好的韧性和延伸性。
4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)
聚脲
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。
催化剂的选择。为了缩短反应时间，加快反应过程，在合成过程中经常采用催化剂，常用的催化剂是脂肪族、脂环族的叔胺和有机锡类，而且叔胺类催化剂以不同的比例混合时，具有协同效应，催化作用大大增强。常用的有三亚乙基二胺、Ｎ－烷基二胺、Ｎ－烷基吗啡啉；有机锡类催化剂催化ＮＣＯ－ＯＨ反应比ＮＣＯ－Ｈ２Ｏ反应强的多。常用的有二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡等。
自乳化ＰＵ乳液的制备方法。一般聚氨酯疏水性很强，既不能直接溶于水中，也很难分散在水中，自乳化方法就是将亲水基团直接引入到分子链中，使分子部分有亲水性而使整个分子分散于水中。
自乳化ＰＵ乳液可用溶剂法（丙酮法）制得，即使用大量低沸点与水混溶的溶剂，如丙酮、丁酮等，降低聚合物体系粘度，在高速剪切力的作用下，使之分散于水中，乳化后蒸除溶剂。此方法生产的产品性能好、重复性好。
但生产效率低，需用大量溶剂，生产成本高，工艺复杂。预聚体分散水中扩链法克服了上述的缺点，使含端异氰酸酯基的预聚体在分子量较小，粘度较小时，在高速剪切力作用下，不用或很少用溶剂，将其分散于水中，再用反应活性较高的二胺类扩链剂，在水中扩链生成高分子量的聚脲聚氨酯。
此法工艺简单，反应易于控制，是国外工业化大生产较多采用的方法。酮亚胺－甲酮连氮法是在此基础之上发展起来的。该法是将含亲水基团的端ＮＣＯ预聚体与被保护了的二元胺或肼（酮亚胺或酮连氮）混合后，再用水分散，在分散过程中，酮亚胺／酮连氮水解，游离的二元胺或肼参与扩链，从而获得高品质的聚氨酯乳液。
此法虽然可不另加溶剂，但合成工艺复杂。熔融分散法也是预先合成含离子基团的端异氨酸酯基的预聚物，再和过量的脲反应，一般在１３０℃以上进行，而生成的低聚物通常在１００℃左右分散于水中，分散后可用甲醛扩链，使缩二脲基甲基化，形成亲水的羟甲基化聚氨酯双缩二脲。该法在制备过程中不需要溶剂，工艺简单，无须特殊设备。
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