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聚氨酯弹性体基础原料体系
时间:2018-10-16 16:56:06 点击: 类别:行业新闻
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1、低聚物多元醇
聚氨酯弹性体使用的低聚物多元醇平均官能度较低,通常为2~3个,相对分子质量为400~6000,常用的为1000~2000,主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丁二烯多元醇、聚ε-己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及其它聚合物多元醇。
(1)聚酯多元醇
为二元羧酸与过量的多元醇缩聚而成,常用的二元羧酸为己二酸,常用的多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇等,一些特殊聚酯还用戊二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、甘油等多元醇,所以合成聚酯可用的多元醇品种多,因此聚酯的分子结构多种多样,品种牌号也比较多。
我们工厂使用的聚酯多元醇为己二酸(AA)与1.4丁二醇(BD0)反应合成的聚己二酸丁二醇酯二醇(CMA-44,主要用于合成TPU);己二酸与乙二醇(MEG)和丁二醇反应合成的聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(218聚酯,主要用于生产CPU制品)。
(2)聚醚多元醇
也叫聚氧化烯烃或聚烷醚,常用的环氧化合物有环氧丙烷、四氢呋喃、环氧乙烷等,由一种环氧化合物单体合成的聚醚叫均聚醚,由两种或两种以上的环氧化合物合成的聚醚叫共聚醚。
聚氧化丙烯醚多元醇(常说的聚醚,PPG)是聚氨酯工业中用量最多的原料中间体。我们工厂常用的为:PPG-210(Mn=1000)、PPG-220(Mn=2000)等,主要用于生产常规聚氨酯制品,如板、棒和要求不高的杂件产品等;聚四氢呋喃聚醚二元醇(PTMEG),主要用于生产TPU、性能要求较高的聚氨酯制品等。
2、多异氰酸酯
多异氰酸酯的分子结构中含有-NCO(异氰酸酯基)官能团,种类也很多,但产量最大(也是我们厂最常用的)的为甲苯二异氰酸酯(TDI)二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI);其它还包括1.5-萘二异氰酸酯(NDI)对苯二异氰酸酯(PPDI)等。


(1)TDI
TDI分子结构中异氰酸酯基在苯环上的位置存在两种异构体,即2.4-TDI和2.6-TDI,所以根据TDI产品中2.4-TDI异构体含量,分为T-80(2.4-TDI/2.6-TDI=80/20)和T-100(为纯的2.4-TDI)。
我们工厂用量最大的为T-80,主要用于生产CPU制品。


(2)MDI
主要用于生产TPU原料。


(3)NDI和PPDI
价格较高,主要用于生产高性能(如对动态性能、耐热性、耐溶剂等性能要求较高的产品)和高附加值的产品。
3、扩链交联剂(固化剂)
在生产聚氨酯制品时,要将聚氨酯预聚体固化成型,需要加入一定量的小分子二元胺或多元醇或两者的混合物与预聚体中的异氰酸酯基团反应,生产氨基甲酸酯或脲,起扩链或交联作用,所以称这类物质为扩链交联剂。
(1)二胺
二胺是CPU的重要扩链剂,主要用作TDI系列预聚体的固化,我们工厂常用的二胺为     3.3′-二氯-4.4′-二氨基二苯甲烷(MOCA),主要用于生产中、高硬度的产品。
(2)小分子多元醇
小分子多元醇是合成MDI、NDI、PPDI型聚氨酯弹性体的主要扩链剂,也是生产TDI型中、低硬度产品的常用扩链交联剂,与MOCA并用可以调节CPU制品的硬度。我们工厂常用的小分子多元醇为1.4-丁二醇(1.4-BD0)、三羟甲基丙烷(TMP)。
(3)其它扩链交联剂
生产聚氨酯弹性体制品时还常用醇胺类扩链交联剂,通常与小分子多元醇扩链交联剂(如1.4-BD、TMP)混合使用,生产低硬度CPU产品。最常用的醇胺类扩链交联剂为三异丙醇按(TIPA)。
4、其它助剂
生产聚氨酯弹性体制品除了使用以上三种主体原料外,还经常用到以下助剂:
(1)催化剂
用于提高异氰酸酯的化学反应速度,以提高产品生产效率或改善产品性能。常用的催化剂为有机金属化合物和叔胺类催化剂。
(2)增塑剂
在生产CPU制品时,在某些特殊的配方设计中,可添加增塑剂来降低胶料的粘度、延长可浇注时间、降低硬度和成本等,常用的增塑剂为邻苯二甲酸系的小分子酯类(如我们工厂使用的DOP、988等)。
(3)其它助剂
聚氨酯弹性体产品常用的助剂还有:水解稳定剂(主要是提高聚酯型聚氨酯体系的抗水解性)、阻燃剂(阻止物质燃烧或抑制火焰传播的助剂,提高PU的阻燃效果)、脱模剂、色浆、抗静电剂(一般聚氨酯的表面电阻为1013~1014Ω数量级,当降至108Ω数量级时可以有效消除静电)、填料、热氧稳定剂和光稳定剂等。

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