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TDI固化剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-6-22 12:09:50 |
本文系统的研究增加催化剂用量和延长催化剂作用时间两种思路对TDI固化剂所产生的影响，包括对固化剂粘度、储存性能以及对漆膜的影响。
文中通过去游离方法对分子量大小及其分布及TDI固化剂性能的影响对比，研究了两种方法的优缺点。
目前市场上的聚氨酯树脂多以双组份的形式与其他树脂搭配使用，通常聚氨酯以固化剂预聚体的形式存在。使用时，将固化剂（A组分）与羟基树脂（B组分）两组分混，在常温或高温交联固化成膜。
多异氰酸酯是制造固化剂的重要原料，涂料行业中常用的异氰酸酯为TDI、HDI、MDI及IPDI等四种，应用最多的是甲苯二异氰酸酯(TDI)。
使用TDI固化剂，涂膜具有高光泽、高硬度、耐水、耐油、耐溶剂及耐酸碱等优点，但不足之处除遇光(紫外光)后会严重泛黄、老化及失光外，缩聚剩余的游离TDI含量可达3％，影响人们的身体健康。
几年聚氨酯漆膜游离TDI含量的国家标准由0.7%提高到0.5%以下，这表明固化剂中游离TDI必须降至1.1％以下，对去游离要求进一步提高[1]。目前去游离单体方法大体分为三种，分子蒸馏法、溶剂萃取法以及化学催化法[2]，其中前两种为物理方法，其优点是处理后的固化剂粘度低便于施工、存储期相对较长以及游离单体去除彻底，但缺点是设备费用昂贵、操作复杂、生产周期长且溶剂消耗量大，国内工业鲜有应用。化学催化法通常是在固化剂反应到一定程度后，加入胺类催化剂使未参与反应的游离单体进行三聚反应，已达到降低游离异氰酸酯的目的，此法是国内最普遍使用的方法。
游离TDI去除效果与很多因素有关，如溶剂极性、温度、反应时间以及投料方式都会影响最终产品的游离TDI含量。催化剂种类不同催化效果也不同，有机金属类的催化效果要好于胺类催化剂，但也带来储存期短、色度不佳等诸多弊病，工业生产固化剂多采用胺类催化剂。
化学法去除固化剂中游离TDI是在缩聚反应后期加入一定量的三聚催化剂，催化未反应的TDI三聚降低游离含量。如何更好的降低游离TDI含量，目前主要有两种思路，一种是靠提高催化剂用量降低固化剂中游离TDI的含量；第二种是使用有限量的催化剂，靠延长催化剂作用时间降低游离含量。
二乙基甲苯二胺产品用途
DETDA是一只十分有效的聚氨酯弹性体扩链剂，尤其适用于RIM（反应注射成型）和SPUA（喷涂聚脲弹性体）上；同时也可用作是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂，用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂，也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。 detda是一种位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍，比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系，具有反应速度快，脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂，以及化学合成中间体。
下面按两种工作思路详细进行合成固化剂实验。
（1）实验原料
甲苯二异氰酸酯(TDI-80/20)，工业品，甘肃银光；三羟甲基丙烷(TMP)，国产工业品；溶剂：乙酸乙酯、醋酸丁酯，二甲苯和环己酮，国产工业品；DMP-30催化剂，国产工业品；抗氧剂：BHT、1010，国产工业品；磷酸，国产工业品；底漆羟基树脂，嘉宝莉。
（2）实验方案
将一定比例的T-80、三羟甲基丙烷、和乙酸乙酯与乙酸丁酯的混合溶剂加入反应釜中，搅拌均匀，升温到65℃±1℃后保温1h，保温完后用10min时间匀速升温至70℃±1℃，保温1.5h；降温至60℃～61℃加入催化剂继续反应。NCO达到8.6±0.2%时，加入终止剂和剩余溶剂。用此方案研究两种使用催化剂工作思路的优缺点。
（3）检测方法
NC0%：二正丁胺—盐酸滴定法
游离TDI％：气相色谱分析法
粘度：GB1723—79 涂4杯测定法
色泽：GB 1722—79钴铁色度比色法
漆膜硬度：GB1730—93
漆膜柔韧性：GB1731—93
漆膜冲击强度：GB1732—93
分子量分布：聚乙二醇作内标物的凝胶色谱检测法
实验中按上述方案分为7组，每组都在反应进行到NCO为10.10%左右降温加入催化剂DMP-30，并反应到NCO为8.6%左右。
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