混合异氰酸酯固化剂对ＨＴＰＢ固化反应的影响研究?
欧亚鹏一常双君一张百磊
（中北大学化工与环境学院一太原０３００５１）
摘一要：为了缩短以端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）为粘结剂组分的浇注高聚物粘结炸药（ＰＢＸ）及固体推进剂的固化时间，研究了二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ）二异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）及其不同比例混合物作为固化剂对反应的影响三结果表明，用ＩＰＤＩ／ＭＤＩ摩尔比为３?１的混合固化剂的适用期超过６ｈ，固化时间为４ｄ，较单独使用ＩＰＤＩ作为固化剂的固化时间短，可以满足生产要求，是较理想的固化剂三关键词：端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）；ＩＰＤＩ；ＭＤＩ；混合固化剂
中图分类号：ＴＱ３２３ ８一一一文献标识码：Ａ一一一文章编号：１００５－１９０２（２０１５）０２－００３６－０３一
?一
基金项目：山西省自然科学基金项目三
一一端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）因其优良的性能广泛应用于固体火箭推进剂和浇注高聚物粘结炸药（ＰＢＸ）等领域［１－３］三ＨＴＰＢ的固化剂通常是甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）二异佛尔酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）或二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ）等异氰酸酯类物质，它们与
ＨＴＰＢ线型分子反应可形成网状大分子结构［４］
三ＭＤＩ毒性低，价格低廉，在聚氨酯工业中已大量应用［５－６］三但ＭＤＩ固化的聚氨酯粘结剂体系存在反应过快和使用不便等缺点，需对ＭＤＩ进行液化改性［７］三基于ＨＴ?ＰＢ?ＭＤＩ粘结剂体系的固体推进剂和浇注ＰＢＸ适用期达不到生产要求，因此尚未得到应用三
固体火箭推进剂和浇注ＰＢＸ中通常使用单一
的二异氰酸酯［８］
或多异氰酸酯固化剂［９］
，而使用混合固化剂的情况较少三本研究通过比较ＭＤＩ二ＩＰＤＩ
及其不同比例混合物与ＨＴＰＢ组成的粘结剂体系的粘度变化及固化时间，研究了混合固化剂对ＨＴＰＢ固化反应的影响，确定固化时间短且能满足固体推进剂和浇注ＰＢＸ炸药适用期的混合固化剂三１一实验部分
１ １一主要原料
ＨＴＰＢ（Ｍｎ＝２８００，羟值为０ ７８ｍｍｏｌ／ｇ），黎明化工研究设计院有限责任公司；ＩＰＤＩ，上海和氏璧化工有限公司；ＭＤＩ，万华化学集团股份有限公司；铝
粉，河南远洋铝业有限公司；以上均为工业级三高氯酸铵，分析纯，天津化学试剂厂三
１ ２一仪器和设备
Ｒ／Ｓ?ＣＰＳＲｈｅｏｍｅｔｅｒ流变仪二ＴＣ?５５０温度控制
器，美国Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ公司；ＬＸ?Ａ型邵Ａ硬度计，上海伦捷机电仪表有限公司三
１ ３一试验方法
按配方设计要求准确称量总量为１００ｇ的各组分，异氰酸酯固化剂与ＨＴＰＢ的Ｒ值为１三为简化粘度测试工艺，并排除固体填料对粘结剂体系反应的影响，用于测试粘度的样品配方中不加固体填料三混合均匀后装入恒温的流变仪中，保持温度为
６０?三试验中以样品保温时间作起点，６ｈ内每隔０ ５ｈ测量样品的粘度，以样品粘度随时间变化来衡量不同种类固化剂与ＨＴＰＢ固化反应的影响三
为了尽量接近实际生产，粘结剂固化实验中按质量比例加入包括１４％粘结剂体系二６８％高氯酸铵二１８％铝粉在内的推进剂固体填料（粘度测试配方中不加固体填料）三实验采用４种不同的固化剂方案，具体配方见表１三将物料按配方混合均匀后真空浇注到直径为４０ｍｍ的圆柱形模具中，放于６０?恒温烘箱中固化，根据样品外观和表面２５?时的邵Ａ硬度值判定其固化程度三
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６３四聚氨酯工业
ＰＯＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥＩＮＤＵＳＴＲＹ
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２０１５年第３０卷第２期
２０１５．Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．２