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水性聚氨酯材料扩链剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-8-26 10:32:16 |
本文介绍水性聚氨酯材料扩链剂。
水性聚氨酯是近年来得到广泛关注的环境友好的绿色纳米材料，由于聚氨酯材料的耐化学品性、弹性、耐候性好，可用于涂料、胶粘剂等领域。聚氨酯(PU)是嵌段聚合物，水性聚氨酯材料扩链剂对PU的结构性能影响很大。水性聚氨酯材料扩链剂对聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫塑料的影响均有所报道。
分别采用三乙醇胺（TEOA）、二乙醇胺（DEOA）和甘油（GLY）三种扩链剂制备阻燃高回弹聚氨酯（FRHRPU）泡沫塑料。探讨了TEOA，DEOA，GLY对FRHRPU泡沫塑料反应活性、泡孔结构及制品力学性能的影响。结果表明：以DEOA为扩链剂制备的FRHRPU泡孔孔径为200.00μm、氧指数为28.7%，工艺稳定性及力学性能优于其他两种扩链剂制备的FRHRPU。DEOA可广泛应用于FRHRPU泡沫塑料。
普通聚氨酯泡沫塑料是可燃性聚合物，特别是软质泡沫塑料，开孔率较高，比其他非泡沫聚氨酯更易燃烧，这给工业和生活用品的使用带来一定局限性，因此，阻燃性软质泡沫塑料的生产比例日益增加。阻燃高回弹聚氨酯（FRHRPU）泡沫塑料是以阻燃性聚醚多元醇与异氰酸酯为主要原料，通过发泡和交联反应形成的多孔性聚氨酯泡沫塑料。FRHRPU泡沫塑料是一种性能优良的垫材，主要用于汽车、火车、船舶、飞机、家具等制造领域。
聚醚多元醇的主链结构为—C—C—O—，比较柔软，所形成的聚氨酯泡沫制品的力学性能稍差，所以，在合成聚氨酯泡沫制品时多使用扩链剂来提高其力学性能。扩链剂大多是一些含有多官能团的活性氢化合物（如相对分子质量较小的多元醇和多元胺类化合物），由于其相对分子质量小，链节短，所以使用扩链剂有利于提高聚合物的玻璃化转变温度、硬度、拉伸强度和撕裂强度。
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)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
湿度灵敏性低
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
配方及工艺。采用一步法自由发泡工艺，将POP-290（60.0phr），5020（40.0phr），A1（0.1phr），A33（0.6phr），L-5333（1.0phr），蒸馏水（3.0phr）分别和不同扩链剂（TEOA，DEOA，GLY均为1.0phr）放入三个塑料杯中，搅拌120s得三种A组分，升温至25℃。将TDI（28.0phr），MDI（12.0phr）混合配置三份B组分，于烘箱中升温至25℃且将模具升温至60℃。将升温好的三份B组分分别倒入三个装有A组分的塑料杯中，快速搅拌4s后倒入模具中发泡，210s后开模取出泡沫制品，辊压数次后常温下熟化72h，得到FRHRPU泡沫塑料，记作制品1，制品2，制品3。
和C—O的不稳定中间化合物———氨基甲酸，最终产生CO2。因此，叔胺氮原子对—NCO和水的反应具有催化作用，且DEOA的活性比TEOA高，制品的发泡时间最短；而GLY只能作为扩链剂，没有催化作用，反应时间最长。制品1和制品2发泡情况正常，制品3发泡稍有闭孔。这是因为DEOA和TEOA作为扩链剂时，维持交联反应和发泡的平衡，制品正常；而GLY作为扩链剂时，加快交联反应，反应速率大于发泡速率，制品呈现闭孔。
性能测试。泡孔孔径通过偏光显微镜观察；拉伸性能按GB/T6344—2008测定；撕裂强度按GB/T10808—2006测定；压陷性能按GB/T10807—2006测定；回弹性按GB/T6670—2008测定。
在相同工艺条件下，制品2发泡时间最短，试样3最长。这是因为DEOA和TEOA含有氨基或叔胺氮原子。根据“四元环反应机理”理论，水与异氰酸酯基（—NCO）反应时，叔胺氮原子上的孤电子对和水分子中的氢原子发生配位反应，结果水中的氢原子更显正电性，而氧原子更显负电性。氮负原子与被叔胺催化剂活化的水分子中的正氢原子由静电力相连，而碳正原子与水分子的负氧原子相连，形成稳定的四元环结构并进一步在环中发生原子间的电子转移。
扩链剂对制品泡孔的影响。在相同的工艺条件下，TEOA作为扩链剂时，制品泡孔的孔径是222.81μm；DEOA作为扩链剂时，制品泡孔的孔径是200.00μm；GLY作为扩链剂时，制品泡孔的孔径为211.67μm。
文章版权：张家港雅瑞化工有限公司
4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA) http://www.yaruichemical.com |
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