浇注型聚氨酯弹性体(三)

 

3 CPU用扩链剂、交联剂 3.1 扩链剂和交联剂是具有不同化学作用和功能的两种助剂扩链剂:参与化学反应,使聚合物分子增长、延伸;交联剂:参与化学反应,不仅能使聚合物分子链增长、延伸,同时还能在聚合物链中产生支化,并进一步进行交联反应,产生一定的网状结构。 CPU最常用的扩链剂、交联剂主要是低分子量的醇类和胺类化合物。通常异氰酸酯与相关化合物的反应速度大致如下:(相同的反应条件下)烷基脲>氨>芳胺>水、伯醇>仲醇>叔醇>活泼 -CH2->酚类、羧酸>酰胺。 3.2 在CPU生产中,预聚体和扩链剂的匹配选择性较强,通常TDI基预聚体选择二胺类扩链剂以MDI、NDI为基的预聚体使用二醇类化合物。选择原则是取得性能和反应速度方面的某种平衡,这只是普通规律而已,实际生产中,常根据工艺或性能的要求,常将醇类和胺类化合物、二元化合物和三元化合物配合使用。使用二胺类扩链剂的CPU制品,机械强度高、硬度大;使用醇类扩链剂的CPU制品,一般比较柔软,回弹性能好、压缩变形性好。 3.3 醇类扩链剂 3.3.1 醇类扩链剂中,浇注工艺性和制品CPU性能最好的为1,4-丁二醇,广泛应用于MDI基、NDI基预聚体的扩 链反应。乙二醇类扩链剂由于分子量小,反应速度快,对浇注工艺和性能有一定的影响,多与其他扩链剂配合使用。除了传统的醇类扩链剂外,近几年还出现了新的醇类扩链剂,如HQEE(对苯二酚二羟乙基醚)氧化乙烯封端的双酚A,对苯二甲酸二乙二醇酯等等。 3.3.2 HQEE HQEE又称对苯二酚一双(β-羟乙基)醚,由伊士曼公司最先开发。2003年8月,苏州湘园 HQEE在使用过程中,预聚体与HQEE的温度应控制在110℃以上,以防止出现结晶析出、堵塞生产管线或造成混合比不准现象的发生,模具的温度也应保持在110℃,避免弹性体出现庇点。 HQEE/MDI体系中,NCO/OH≈0.9/1~1.1/1之间,尽量接近1.1/1。 HQEE具有较强的吸湿性,对潮气比较敏感,硫化速度慢,模内停留时间长,生产效率较低,常添加某些催化剂,提高反应速度。 HQEE应置于密闭容器中,放在通风干燥处,防止吸潮。并且HQEE对光线比较敏感,在光照下会变成黄色或褐色,影响产品外观。 HQEE产品性能 3.3.3 HER HER又称间苯二酚一双(β-羟乙基)醚。本产品最初由Koppers公司开发,国内苏州湘园特种精细化工公司于不久之间,正式投入试生产,并获得成功,产品外观为纯白色,其熔点为89℃,HER与HQEE相比,有较低的熔点,避免了生产加工过程中易结晶阻塞管道的情况;并且釜中寿命较长,具有良好的工艺操作性能。如果将HQEE与HER按不同比例混合,不仅所得混合物共熔点降低,提供了在较低温度条件下操作的方便性,又兼顾了制品的性能。用HER制得的CPU,具有优良的弹性持久性和可塑性。 3.4 胺类扩链剂 CPU中使用的胺类扩链剂基本均为芳香族二胺化合物。由于胺和异氰酸酯反应速度比醇快得多,浇注工艺难掌握,一般通过加大胺类分子量或引入某些取代基的方法,以减缓与异氰酸酯反应速度。在TDI基CPU的合成中,应用最广泛,制品性能最好的要数3,3'-二氯-4,4'二苯基甲烷二胺(简称MOCA),由于氯原子取代基的存在,减缓了它与异氰酸酯的反应速度,而且浇注工艺适当,制品性能优异。因此,TDI基CPU最重要的胺类扩链剂品种就是MOCA。 3.4.1 MOCA MOCA在室温下为固体粉末,易飞散,在使用时首先加热熔融,过度加热,会产生有毒烟雾,影响健康,为克服MOCA在使用中的飞散,人们推出了颗粒型MOCA、改性液体MOCA,改性的目的就是为了降低毒性,使用方便。 MCOA的规格如表所示: 国内生产MOCA的厂家有: ◆ 苏州市湘园特种精细化工有限公司,是国内最大的生产MOCA的厂家之一,年生产能力在2250吨湘圆公司开发的耐高温MOCA,解决了MOCA高温变色的问题,使CPU非着色制品生产的宽容度大大增加。对大型CPU非着色制品的生产尤为有益。 ◆ 常熟市福山防水材料厂,年生产MOCA(莫卡)能力达2500吨 ◆ 苏州凌云合成材料有限公司 ◆ 衢州市秀晨精细化工有限公司 ◆ 南京高恒精细化工有限公司 ◆ 徐州天赐聚氨酯橡塑厂 ◆ 张家港市金秋聚氨酯有限公司 ◆ 常熟市福山防水材料厂 ◆ 常熟市长江精细化工厂 ◆ 淮安市步高化工有限公司 ◆ 莱州市珍珠新华建材化工厂 ◆ 徐州市铜山信业化工有限公司 3.4.2 为了避开MOCA的毒性,许多国家相继已经开发出MOCA的替代品,在此不一一列举
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