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聚氨酯擴(kuò)鏈劑的種類

2021-10-14 4888

  (一)常規(guī)的醇類和胺類擴(kuò)鏈劑

  聚氨酯擴(kuò)鏈劑品種比較多,按反應(yīng)性基團(tuán)分,常見的有兩大類:含2個(gè)氨基(伯氨基或仲胺基)的二胺類擴(kuò)鏈劑,含2個(gè)羥基(伯羥基或仲羥基)的二醇類擴(kuò)鏈劑。同時(shí)含1個(gè)氨基和1個(gè)羥基的兩官能度醇胺類化合物雖然也可以用作聚氨酯的擴(kuò)鏈劑,但其應(yīng)用比較少。

  大多數(shù)二醇類擴(kuò)鏈劑的核基為脂肪烴基或苯環(huán),常見的二醇擴(kuò)鏈劑有乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)、對(duì)苯二酚二羥乙基醚(HQEE) 間苯二酚二羥乙基醚(HER)。也有少數(shù)含其他元素的二醇擴(kuò)鏈劑,例如含氮二元醇(常見的是N-甲基二乙醇胺)、含硫二元醇、含磷二元醇、含鹵素二元醇等;及含親水性基團(tuán)的二元醇擴(kuò)鏈劑等。

  按是否含苯環(huán),二醇類擴(kuò)鏈劑分為脂肪族二醇(如EG、BDO)和芳香族二醇(如HQEE、HER)。二醇擴(kuò)鏈劑主要與MDI型聚氨酯預(yù)聚體配伍使用,與TDI型預(yù)聚體配伍時(shí)則反應(yīng)較慢,且二醇擴(kuò)鏈的TDI型聚氨酯性能也不如MDI型聚氨酯好。

  按是否含苯環(huán),二胺類擴(kuò)鏈劑分為脂肪族二胺和芳香族二胺兩類,用于聚氨酯彈性體的二胺擴(kuò)鏈劑主要是芳香族二胺。芳香族二胺品種較多,無(wú)位阻伯氨基的活性比較高,因此一般采用芳香族二仲胺、伯氨基鄰位有氯或烷基取代的芳香族二元伯胺作為聚氨酯的擴(kuò)鏈劑。常見的芳香族二胺類聚氨酯擴(kuò)鏈劑有3,3'-二氯-4,4'-二氨基苯基甲烷(MOCA)、二乙基甲苯二胺(DETDA)、4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(MCDEA)和雙仲丁胺基二苯基甲烷(MDBA)等。脂肪族二元伯胺與芳香族二異氰酸酯反應(yīng)太快,一般不用作常規(guī)聚氨酯彈性體的擴(kuò)鏈劑,而用作環(huán)氧樹脂固化劑或用于聚酰胺的生產(chǎn)等,僅少數(shù)情況下可用于聚氨酯體系,如異佛爾酮二胺(IPDA)可用作溶劑型脂肪族聚氨酯擴(kuò)鏈劑來(lái)制備油墨粘結(jié)料,乙二胺和IPDA可用作水性聚氨酯的后擴(kuò)鏈劑(乳化后加入)。脂肪族二元仲胺品種較少,常見的如XYlink E90,E90的黏度低,可以用于RIM聚氨酯,澆注型聚氨酯彈性體、灌封膠、膠黏劑、噴涂聚氨酯脲等。


  (二)水性聚氨酯擴(kuò)鏈劑

  用于水性聚氨酯的親水性擴(kuò)鏈劑一般含離子基團(tuán)或者含可離子化的基團(tuán)。

  含羧基和磺酸鹽基的擴(kuò)鏈劑可用于制備陰離子型水性聚氨酯。常見的含羧基二醇擴(kuò)鏈劑有二羥甲基丙酸(DMPA)和二羥甲基丁酸(DMBA)等,采用這些擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯不一定有親水性,但在羧基被中和成鹽后,由于分子鏈上離子基團(tuán)的存在,聚氨酯分子的親水性顯著增強(qiáng)。

  工業(yè)化的含磺酸鹽基團(tuán)的二胺是乙二胺基乙磺酸鈉(AAS鹽,工業(yè)品為50%水溶液),可以用于聚氨酯預(yù)聚體的快速擴(kuò)鏈兼自乳化。另外還有含磺酸鹽基團(tuán)的二醇如N,N-(2-羥乙基)-2-氨基乙磺酸鈉(BES鈉鹽)、1,4-丁二醇-2-磺酸鈉。

  甲基二乙醇胺一般用于陽(yáng)離子型水性聚氨酯,含磷二醇和聚乙二醇可用于非離子型水性聚氨酯。

  含離子或隱性離子基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑可以用于合成離子型聚氨酯彈性體(聚氨酯離聚物),用于電解質(zhì)、半導(dǎo)體或抗靜電材料等。


  (三)含其他基團(tuán)的特殊擴(kuò)鏈劑

  一般的聚氨酯擴(kuò)鏈劑是針對(duì)端NCO基預(yù)聚體而言的,用量較少。

  如果以分子量數(shù)千至數(shù)萬(wàn)的低聚物二醇或三醇(含聚氨酯多元醇)作為主要成分,可以把二異氰酸酯用作擴(kuò)鏈劑,直接制得聚氨酯,例如TDI或其他二異氰酸酯可以作為端羥基聚丁二烯的擴(kuò)鏈劑。

  對(duì)于含羧基的聚氨酯(端羧基聚氨酯或羧基作為支鏈的聚氨酯低聚物、含羧基的水性聚氨酯),二元氮丙啶、二元碳化二亞胺、環(huán)氧樹脂(二環(huán)氧基擴(kuò)鏈劑)可以用作擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑。