在研究的基础上,对HDI缩二脲的合成与表征进行了研究,主要包括以下几个方面:1.与传统本体聚合两步控温法比较,本体聚合一步控温法得到的HDI缩二脲固化剂白色不溶聚脲量较少。引入的高沸点极性非质子溶剂丙二醇甲基醚醋酸酯(PMA),能稳定存在于反应体系并改善HDI和水的相容性,完全压制白色不溶聚脲的产生。具体如下:一步控温法反应温度为130℃、反应体系内一次性加入占总反应物用量10%的溶剂、水在2小时内滴完时,能得到综合效果较好:无聚脲、澄清透明、HDI缩二脲质量分数为44.28%(脱除游离HDI算法)、缩二脲基相对含量达到11.03的HDI缩二脲固化剂。2.结合化学滴定法、气相色谱法(GC)、核磁共振法(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和质谱(MS)等化学分析方法,讨论了本体聚合时温度对HDI和水化学反应、对HDI缩二脲固化剂结构的影响。
对于加成聚合型固化剂,固化温度和耐热性按下列顺序提高:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺<酚醛<酸酐催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然起始的反应机理不同,但终究都形成醚键结合的网状结构。固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增高,反应速度加快,凝胶时间变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势。江苏质量科思创HDI三聚体代理商N3300的自干和强制干燥涂料体系的主要应用领域是汽车原厂漆、汽车修补、运输工具、工业品及塑料的涂饰。
HDI三聚体的原理:单体:通过反应能制备高分子化合物的物质称做单体。如乙烯是单体,能通过反应制备聚乙烯。聚合是逐步进行的,两个单体结合生成二聚体,二聚体也能和单体结合生成三聚体,两个二聚体结合能生成四聚体,以此类推逐渐生成更多聚体。低分子量的聚合产物,例如二聚体、三聚体、四聚体、五聚体……无论是环状的,还是线形的统称齐聚物。齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的,增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。
HDI三聚体的异氰脲酸酯环的结构稳定,在高温下不易分解,因此它具有热稳定性好、耐磨性好、耐腐蚀性好等优点,常作为聚氨酯固化剂被普遍用于家具、汽车工业、航空工业和体育器材等领域中。合成工艺:在氮气的保护下,向装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的干燥四口圆底烧瓶中加入HDI单体100g。搅拌10~15min,加热升温至70℃,滴加0.5g用醋酸丁酯稀释的催化剂,在0.5h内滴加完毕,保持温度在70~100℃之间,保温反应约4h。反应期间,每隔1h用二正丁胺法测定反应溶液的—NCO值,当—NCO含量降低至30%~40%时,加1g苯甲酰氯,继续搅拌0.5h终止反应,停止加热搅拌,降温出料,得到无色透明的液体。
HDI(六亚甲基二异氰酸酯)缩二脲作为脂肪族聚氨酯固化剂,具备良好的耐候性,与多元醇或醋酸丁酯等溶剂良好的相容性,与含多元醇的聚合物固化后良好的耐溶剂性能,普遍用作涂料、粘合剂和弹性体。GPC结果表明:HDI和水的三步主反应以及副反应有着各自的化学反应活化能,而且在体系内是并列发生的;温度从120oC升高至130oC,四聚体和五聚体的含量增加;当温度从130oC升高至160oC时,HDI缩二脲、四聚体和五聚体的含量基本不变,脲基二异氰酸酯的含量增加。
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