下载文档原格式
聚氨酯胶黏剂的耐蚀性，.特别是耐碱性和耐水解性。
由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大，一般不单独使用，而是和相应的其他二元醇混合使用，甲基丙二醇为匀称分子结梅，是新戊二醇、l，6-已二甲酯等的最佳代用品，却比新戊二醇与l，6-已二醇便宜。
生产聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇的主要原料是多元醇与二元羧酸。
(1)多元醇多元醇通常为乙二醇(EG)1，2一丙二醇(11.，2- PG)、1，4_丁l二.醇(BDO>、1，67己：二：醇(.HD)、新戊二醇 (NPG)、二缩二乙二醇’(EG·)、一缩二丙二醇(I)PG)、三羟甲基丙烷(TMP)和甘油等。
结构对称性的乙二醇如1，4一丁二醇制成的聚氨酯胶黏剂有明显的结晶性，为得到的聚氨酯树脂为非结晶性，常采用1，2-丙二醇与乙二醇混合使用。
一缩二乙二醇(二甘醇)可改进胶黏剂的柔韧性，二丙二醇也可改性聚氨酯胶黏剂的柔韧性和耐蚀性。
新戊二醇.可改性聚氨酯胶黏剂的耐蚀性，.特别是耐碱性和耐水解性。
由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大，一般不单独使用，而是和相应的其他二元醇混合使用，甲基丙二醇为匀称分子结梅，是新戊二醇、l，6-已二甲酯等的最佳代用品，却比新戊二醇与l，6-已二醇便宜。
多元醇型非离子表面活性剂多元醇型非离子表面活性剂是指由含有多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化而生成的酯类；此外，还包括由带有-NH2或-NH基的氨基醇，以及带有-CH0基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。
由于它们在性质上很相似，故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。
这类表面活性剂具有良好的乳化性能和对皮肤的滋润性能，故常用于化妆品和纤维油剂的生产中。
聚酯多元醇聚酯多元醇，有机物，通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合（或酯交换）或由内酯与多元醇聚合而成。
二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。
多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
聚酯多元醇种类一、引言聚酯多元醇是一种广泛应用于涂料、塑料、弹性体等领域的重要原材料，其种类繁多，各具特点。
本文将从聚酯多元醇的基本概念入手，详细介绍其种类及特点。
二、聚酯多元醇的基本概念聚酯多元醇是由二元或多元羧酸与二元或多元醇缩合而成的高分子化合物。
其主要结构为长链脂肪族聚酯，具有良好的耐候性、耐水性和耐化学品性能。
在涂料领域中，聚酯多元醇可以作为主要树脂或助剂使用，其优良的物理化学性质使得其在涂料中具有重要作用。
三、聚酯多元醇的种类及特点1. 烷基化聚碳酸脂（APC）烷基化聚碳酸脂是一种由烷基苯二甲酸和乙二醇缩合而成的高分子化合物。
该种类聚合物具有良好的耐候性和光稳定性，适用于户外涂料和高性能涂料。
2. 酯交换型聚酯多元醇（PET）酯交换型聚酯多元醇是由对苯二甲酸和乙二醇缩合而成的高分子化合物。
其特点为硬度高、耐热性好、机械强度大，适用于制备高硬度、高强度的塑料制品。
3. 羧基末端聚酯多元醇（PEA）羧基末端聚酯多元醇是由羧基末端的脂肪族聚酯和二元或多元异氰酸脂缩合而成的高分子化合物。
其特点为具有良好的耐水性和耐化学品性能，适用于制备弹性体、胶黏剂等产品。
4. 醋酸树脂醋酸树脂是一种由乙烯基苯甲醛和乙烯基苯缩合而成的高分子化合物。
其特点为具有良好的耐候性、耐水性和光稳定性，适用于制备室内外涂料及塑料制品。
5. 双酚A型聚酯多元醇（PC）双酚A型聚酯多元醇是由对苯二甲酸和双酚A缩合而成的高分子化合物。
其特点为具有良好的耐热性、耐候性和机械强度，适用于制备高温塑料、电子设备外壳等产品。
6. 氟树脂氟树脂是一种由氟代羧酸和二元或多元异氰酸脂缩合而成的高分子化合物。
其特点为具有良好的耐化学品性能、耐磨性和耐温性，适用于制备特殊涂料、密封材料等产品。
四、总结聚酯多元醇种类繁多，各具特点，应根据不同领域的需求选择适当的种类。
在涂料领域中，聚酯多元醇作为主要树脂或助剂使用，可以提高涂料的性能，并且具有广泛应用前景。
聚酯多元醇和聚醚多元醇�酯多元醇和聚醚多元醇聚酯多元醇和聚醚多元醇是两种常见的聚合物材料，广泛应用于各种工业领域。
它们具有不同的特性和用途，下面将详细介绍这两种材料。
一、聚酯多元醇聚酯多元醇是一种由酸酐和多元醇经酯化反应得到的聚合物。
它的分子链中带有酯基结构，因此具有良好的耐温性和耐化学性。
同时，聚酯多元醇还具有较高的韧性和强度，使其在工业中得到广泛应用。
1. 特性和应用聚酯多元醇具有优异的机械性能和耐久性，是一种非常稳定的材料。
它的主要特点如下：（1）耐热性：聚酯多元醇能够承受较高的温度，不易熔化和变形。
（2）耐化学性：聚酯多元醇对酸、碱和一些有机溶剂具有较好的耐腐蚀性。
（3）机械强度：聚酯多元醇具有较高的强度和韧性，不易破裂和变形。
聚酯多元醇广泛应用于涂料、粘合剂、塑料及纤维等领域。
它的高温耐性和耐化学性使其成为高温涂料和耐化学腐蚀塑料的重要原料。
同时，聚酯多元醇还被广泛用于制备强度较高的纤维材料。
二、聚醚多元醇聚醚多元醇是一种由环氧乙烷和一种多元醇发生缩合反应产生的聚合物。
它的分子链中具有醚键结构，因此具有较好的柔韧性和耐候性。
聚醚多元醇具有较强的亲水性，能与其他化合物充分溶解，广泛应用于各个行业。
1. 特性和应用聚醚多元醇的主要特点如下：（1）柔韧性：聚醚多元醇的分子链中含有醚键结构，具有良好的柔韧性和弹性。
（2）耐候性：聚醚多元醇具有较好的耐候性，能够抵抗紫外线、高温和湿度等外界环境影响。
（3）亲水性：聚醚多元醇具有良好的亲水性，可以与其他化合物充分溶解。
聚醚多元醇广泛应用于制备聚氨酯、粘合剂、涂料和油墨等。
它的柔韧性和耐候性使其成为制备弹性体和耐候性涂料的重要原料。
同时，聚醚多元醇还可以与其他材料进行混合，提高其性能和稳定性。
结论聚酯多元醇和聚醚多元醇是两种常见的聚合物材料，具有各自不同的特性和用途。
聚酯多元醇具有优异的耐温性和耐化学性，广泛应用于高温涂料和耐腐蚀塑料等领域。
聚醚多元醇具有良好的柔韧性和耐候性，被广泛用于制备弹性体和耐候性涂料等。
聚合物多元醇聚合物多元醇目录聚合物多元醇简介原料体系生产工艺类型及流程聚合物多元醇简介原料体系生产工艺类型及流程展开聚合物多元醇简介聚合物多元醇又称白聚醚聚合物多元醇是聚合物——聚醚分散体属有机填充聚醚多元醇，用于制备高承载或高模量软质和半硬质聚氨酯泡沫塑料制品。
部分采用或全部采用这种有机填充聚醚代替通用聚醚多元醇，可生产密度低而承载性能高的泡沫塑料，既达到硬度要求，又节省原料，所以很受厂家欢迎。
乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇俗称“聚合物多元醇”(Polyether Polyol) 简称聚醚(POP)聚合物多元醇是以通用聚醚多元醇为基础聚醚（一般以通用软泡聚醚三醇、高活性聚醚），加丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯等乙烯基单体及引发剂，在100度左右和氮气保护下进行自由基接枝聚合而成。
目前它是模塑及块状软质及半硬质聚氨酯泡沫塑料用多元醇的一类重要品种。
聚合物多元醇外观一般为白色或浅乳黄色。
聚合物多元醇是一种含有有机填料的多元醇，可取代无机填料，不仅能使聚氨酯泡沫具有较高的承载能力和良好的回弹性能，还使泡沫的泡孔结构、物理机械性能得到改进。
原料体系工业上常用的引发剂是偶氮二异丁腈（AIBN）和过氧化苯甲酰（BPO）。
以BPO为引发剂的体系单体转化率低，且BPO分解产物使接枝聚醚产品酸值增加、发泡时间延长和泡沫强度降低等缺点，影响了它的使用范围。
AIBN 尽管存在有毒、在普通有机溶剂中溶解度降低、分解速度较慢、分解温度高等缺点，但它具有以下优点：1、在接枝聚合的100-125度范围内有较为合适的半衰期；2、引发率高，对苯乙烯和丙烯腈分别是80%和100%；3、分解后只生成一种自由基；4、分解过程中不产生酸，对产品的酸值无影响，分解物无难闻气味，可得到低黏度聚合物多元醇产品；5、单体转化率高，收率达98%以上；6、来源广，价格低。
在POP合成体系中，通常在基础聚醚中加入一定量的含烯键的多官能度聚醚，它与乙烯基单体通过原位聚合形成接枝聚合物。
聚醚多元醇聚酯多元醇环氧分散剂醇溶丝印分散剂uv超分散-回复聚醚多元醇、聚酯多元醇、环氧分散剂、醇溶丝印分散剂和UV超分散是许多领域中广泛使用的化学材料。
它们在涂料、油墨、胶黏剂和其他涂覆工艺中起着重要的作用。
在本文中，我们将逐步解释这些材料的特性和应用。
首先，让我们来了解聚醚多元醇（Polyether Polyol）和聚酯多元醇（Polyester Polyol）的定义和特性。
聚醚多元醇是由聚醚链和末端羟基组成的有机化合物。
它具有低粘度、高反应性和良好的溶解性。
聚酯多元醇是由聚酯链和末端羟基组成的有机化合物。
它具有较高的分子量、耐候性和耐化学性。
聚醚多元醇和聚酯多元醇被广泛用于制造聚氨酯树脂。
聚氨酯树脂的制备过程中，聚醚多元醇和聚酯多元醇与异氰酸酯反应，形成聚氨酯链。
聚氨酯树脂具有优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于汽车、建筑、家具和鞋类等领域。
接下来，我们来了解环氧分散剂（Epoxy Dispersant）的定义和特性。
环氧分散剂是一种具有环氧基团的有机化合物，可用于分散颜料和填料。
环氧分散剂在水性涂料中起到分散和稳定粒子的作用，提高涂料的流变性和分散性。
此外，环氧分散剂也可以提高涂料的附着力和耐久性。
醇溶丝印分散剂（Alcohol Soluble Screen Printing Dispersant）是一种适用于酒精溶剂的分散剂。
它可以使颜料在酒精溶剂中均匀分散，并保持其稳定性。
醇溶丝印分散剂常用于丝网印刷领域，用于制备高质量的丝印油墨。
最后，让我们来了解UV超分散（UV Super Dispersant）的定义和特性。
UV超分散是一种专为紫外线（UV）固化系统设计的分散剂。
它可以促进颜料和填料在UV固化涂料中的分散，从而提高涂层的光学和物理性能。
UV超分散常用于涂料、油墨和胶黏剂等领域，以提高产品的质量和性能。
以上就是聚醚多元醇、聚酯多元醇、环氧分散剂、醇溶丝印分散剂和UV 超分散的简介和应用。
石油资源的多元醇是指从石油或其衍生物中提炼出的多元醇化合物，这类化合物通常具有多个羟基（-OH）基团。
石油资源中的多元醇主要来源于石油化工过程中的催化加氢反应，例如，由石油裂解得到的烯烃通过催化加氢反应转化为醇。
多元醇在化学工业中有着广泛的应用，尤其在制造聚醚多元醇方面。
聚醚多元醇是生产聚氨酯的重要原料，而聚氨酯被广泛应用于泡沫、粘合剂、涂料、弹性体和密封材料等领域。
聚醚多元醇还可以用作润滑油、表面活性剂、化妆品和医药产品的成分。
石油资源的多元醇主要包括以下几种类型：
1. 丙二醇（Propylene Glycol）：具有两个羟基的醇，可用作防冻剂、溶剂和食品添加剂。
2. 1,2-丙二醇（1,2-Propanediol）：同样具有两个羟基，也用作防冻剂和溶剂。
3. 丁醇（Butanol）：具有四个羟基的醇，可用作溶剂、燃料和塑料生产。
4. 聚乙二醇（Polyethylene Glycol, PEG）：是由许多乙二醇单元组成的高分子醇，用作溶剂、润滑剂和药物载体。
5. 聚丙二醇（Polypropylene Glycol, PPG）：是由许多丙二醇单元组成的高分子醇，用途与PEG类似。
石油资源的多元醇的生产和应用对经济发展和现代工业具有重要意义，但同时也要注意其对环境的影响，并采取措施进行环保和可持续发展。
聚氨酯胶黏剂的耐蚀性，.特别是耐碱性和耐水解性。
由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大，一般不单独使用，而是和相应的其他二元醇混合使用，甲基丙二醇为匀称分子结梅，是新戊二醇、l，6-已二甲酯等的最佳代用品，却比新戊二醇与l，6-已二醇便宜。
生产聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇的主要原料是多元醇与二元羧酸。
(1)多元醇多元醇通常为乙二醇(EG)1，2一丙二醇(11.，2- PG)、1，4_丁l二.醇(BDO>、1，67己：二：醇(.HD)、新戊二醇 (NPG)、二缩二乙二醇’(EG·)、一缩二丙二醇(I)PG)、三羟甲基丙烷(TMP)和甘油等。
结构对称性的乙二醇如1，4一丁二醇制成的聚氨酯胶黏剂有明显的结晶性，为得到的聚氨酯树脂为非结晶性，常采用1，2-丙二醇与乙二醇混合使用。
一缩二乙二醇(二甘醇)可改进胶黏剂的柔韧性，二丙二醇也可改性聚氨酯胶黏剂的柔韧性和耐蚀性。
新戊二醇.可改性聚氨酯胶黏剂的耐蚀性，.特别是耐碱性和耐水解性。
由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大，一般不单独使用，而是和相应的其他二元醇混合使用，甲基丙二醇为匀称分子结梅，是新戊二醇、l，6-已二甲酯等的最佳代用品，却比新戊二醇与l，6-已二醇便宜。
多元醇型非离子表面活性剂多元醇型非离子表面活性剂是指由含有多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化而生成的酯类；此外，还包括由带有-NH2或-NH基的氨基醇，以及带有-CH0基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。
由于它们在性质上很相似，故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。
这类表面活性剂具有良好的乳化性能和对皮肤的滋润性能，故常用于化妆品和纤维油剂的生产中。
聚酯多元醇聚酯多元醇，有机物，通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合（或酯交换）或由内酯与多元醇聚合而成。
二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。
多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
水分散型多元醇
水分散型多元醇是一种水性涂料，为了改善多元醇体系对多异氰酸酯固化剂的水分散性，提高双组分水性聚氨酯涂料的性能，可采用分散体型多元醇，也称第二代水性羟基树脂。
该多元醇树脂首先在有机溶剂中合成得到，其分子结构中含有亲水可电离基团或亲水非离子链段，然后将该树脂或溶液分散在水中得到分散体型多元醇。
水分散型多元醇的特点为相对分子质量低，分散体粒径小（Dn=10-200nm），对固化剂分散性优越，形成的涂膜外观好，综合性能优异。
根据化学结构的不同，它可分为丙烯酸多元醇分散体、聚氨酯多元醇分散体和聚酯多元醇分散体等。
摘要:用于与TDI等二异氰酸酯反应制备多异氰酸酯预聚物的各种多元醇,包括单体多元醇、蓖麻油及其醇解物、多羟基树脂等,可以归纳于“预聚物的多元醇母体”的概念之中。
PU涂料中的“多元醇”,应当明确区分为“预聚物的多元醇母体”与“2KPU涂料的羟基组分”两类。
阐述了多元醇母体在预聚物中的基本作用与注重对多元醇母体进行研究的意义。
关键词:聚氨酯涂料;多异氰酸酯;预聚物;多元醇母体1聚氨酯涂料中的多元醇1.1多异氰酸酯与多异氰酸酯预聚物多异氰酸酯———polyisocyanate是一个多义词,词头poly有“多”、“聚”的意思,所以,“多异氰酸酯”一词,既用来表示具有多个异氰酸基(—NCO)的单体,又用于表示由这些单体经过化学反应制得的相对分子质量较大,基本上没有挥发性而毒性更低,有较高的—NCO官能度,从而具有更好的交联性能的衍生物树脂组分。
因此,PU涂料中的“多异氰酸酯”不仅是指一类化学物质,而且也指一大类工程材料,而其中重要的一类就是“氨基甲酸酯型多异氰酸酯预聚物”。
这类预聚物是由过量的二异氰酸酯单体,如甲苯二异氰酸酯(TDI)与多元醇反应制得的,TDI分子上的部分—NCO基与多元醇的—OH反应,通过氨基甲酸酯键(氨酯键)结合,形成相对分子质量更大的预聚物,TDI分子上未反应的那一部分—NCO基,就成为预聚物的活性交联基因。
该类多异氰酸酯预聚物,是我国目前PU 涂料系列产品中产量最大的异氰酸酯产品。
本文中若无特指,所提及的“预聚物”一词,即是指由TDI与多种多元醇反应制得的氨基甲酸酯型多异氰酸酯预聚物。
1.2多元醇如同“多异氰酸酯”一样,聚氨酯(PU)涂料中的多元醇———polyols也是多义的,它既表示分子中不止一个—OH的单体多元醇,如新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)等,也表示具有多个—OH的聚合物树脂,这是广义的多元醇。
在众多关于聚氨酯树脂以及相关综述性著作里,其中的“聚氨酯涂料”部分中[1-7],“多元醇”的概念,首先是指与多异氰酯交联剂组分配对的羟基组分———多羟基树脂。
在关于聚氨酯涂料的专著中,也是以羟基组分———多羟基树脂作为讲述的重点[8-11],列出专门章节来进行研讨。
有的著作中,也列举出许多多元醇单体,但那是作为制造主要的羟基树脂———醇酸与聚酯树脂的原料而涉及的[9-10]。
但是,在PU涂料中,“多元醇”绝不仅仅就只是指羟基树脂组分,还有用来与二异氰酸酯单体反应制备预聚物的众多多元醇。
1.3多元醇母体作为预聚物的基本原料之一的多元醇,在上节列举的著述中也都有讲述,但是,都是在讲述各个具体预聚物品种时涉及的,也就是说,讲的是一系列个案,并没有像羟基组分———多羟基树脂那样归纳为一类而列出独立章节来研讨。
例如,关于聚氨酯的著作中往往举出TMP与TDI反应制造多异氰酸酯组分的例子,TMP就是用于制备预聚物的单体多元醇的典型。
在一些著述中,也列举其他单体多元醇以及聚醚多元醇、醇酸树脂、蓖麻油醇解物等广义的多元醇与TDI反应制造2KPU涂料固化剂、湿固化聚氨酯树脂以及催化固化型PU树脂等许多例子[8-12],还有文献指出:任何多羟基化合物都能和TDI反应制备预聚物[4]。
但是,这些著作中都未把用于这种场合的多元醇归纳到一个概念之中,并对其构成、性质与作用作一个系统性的研讨。
本人多年从事预聚物的研究,感觉到应对作为预聚物的基本原料与结构成分的多元醇,进行系统化的专题研究。
主要有2个原因:(1)预聚物由TDI与多元醇构成,一种预聚物之所以有别于另一种预聚物,首先就是在于多元醇的区别(组成、结构、用量、比例等的区别),在确定了TDI这一方面之后,多元醇就是决定预聚物技术指标与性能的基本因素。
(2)多元醇是预聚物的“主心骨”。
几类TDI预聚物的基本结构示意可见图1。
图1 几类TDI预聚物结构示意图从图1中可以很直观地看到,多元醇的结构“骨架”,就是预聚物的结构核心,就如树木之“干”,而TDI则是“枝”,多元醇—NCO预聚物是以多元醇为中心衍生而成的,简言之,多元醇是预聚物的“主心骨”。
出于这样的认识,可以提出这样一个概念:把用于与TDI等二异氰酸酯反应制备某种多异氰酸酯预聚物的多元醇,称为这种预聚物的“多元醇母体”,或者“母体多元醇”、“羟基母体”,相应地,可以把一种预聚物称为“以某种多元醇为母体的TDI预聚物”,从而彰显多元醇于预聚物中的“母体”地位。
这样,就可以把PU涂料中的“多元醇”区分界定为“预聚物的母体多元醇”及“2KPU涂料的羟基组分”两个明确的概念,不再含糊笼统。
多元醇母体与羟基组分的构成,都是广义的多元醇,但由于作用不同,具体构成也多有不同。
羟基组分的构成主要为各种多羟基树脂,如醇酸、聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、环氧等树脂。
小分子单体多元醇基本上不直接用做羟基组分。
预聚物的多元醇母体构成较广:①各种小分子单体多元醇;②多羟基树脂,如聚醚、醇酸、聚酯低聚物,但比起羟基组分树脂,相对分子质量一般都较小,不过在制备湿固化聚氨酯树脂时,也常用结构舒展的相对分子质量较大(2000～3000)的聚醚多元醇;③蓖麻油及其醇解物。
蓖麻油是天然油脂,相对分子质量较大(约940),不同于小分子单体多元醇,但也不是树脂,它可以看成分子中具有酯键的多元醇,平均—OH官能度约2.7。
蓖麻油与甘油、季戊四醇等的醇解产物,虽也需经过热炼加工,但实际上相对分子质量比蓖麻油还小,不能看成树脂,也只能视为较大相对分子质量的多元醇。
一般著作中,都把TDI与多元醇反应生成的多异氰酸酯衍生物分为加成物(adduct)与预聚物(prepolymer)两类。
而且,划分的依据往往在于多元醇母体的不同:TDI与小分子单体多元醇反应生成的多异氰酸酯,相对分子质量小,结构规整,称为加成物;而TDI与多羟基树脂或蓖麻油衍生物反应生成的多—NCO产物,相对分子质量较大,则称为预聚物[11],所举最典型的“加成物”例子就是1分子TMP与3分子2,4体TDI(T100规格)加成反应生成的—NCO官能度(f—NCO)为3的多异氰酸酯,如图2所示。
图2 TMP与2.4体TDI的反应但是图2所示的反应式只是理论上的,实际上,1份TMP与3份TDI反应所得的产品相对分子质量分布是比较宽的,只有在TDI高比例,对TMP物质的量比达到5～6或更高的条件下,才能较好地抑制进一步的加聚反应,而且,反应之后必须通过高真空蒸馏精制,脱去未反应的TDI单体,才有可能得到以加成物为主要成分的产品。
我国涂料界目前大量生产TMP/TDI反应的产品,大都是在TMP/TDI为1/3左右的条件下反应,所用的TDI为T80规格(2,4体/2,6体为80/20),并非反应选择性好而价格高得多的T100,而且产品未经脱除并回收TDI单体的处理,个别开始运用上述“高比例TDI反应-高真空蒸馏回收TDI单体技术”的公司尚未实现产品的商品化,所以,客观上说,我国目前几乎所有以“加成物”为名的多异氰酸酯产品都离其定义甚远,不论从其构成或从其在PU涂料中的作用来看,还是把TDI与多元醇反应生成的多异氰酸酯衍生物统称为“预聚物”更为切合实际[13]。
因此,才提出“预聚物的多元醇母体”的概念,而不再另提“加成物的多元醇母体”。
2多元醇母体在预聚物中的基本作用不言而喻,预聚物的性能首先取决于其原料构成,在TDI确定之后,也就是取决于多元醇母体;再者,预聚物的性能,自然也与其制造的配方,工艺有关,而配方工艺的制订,又受到多元醇母体的影响、制约,不同的母体,对配方设计与制造工艺会提出不同的要求。
多元醇母体,预聚物的配方工艺与产品性能指标的关联,可由图3表示。
图3 多元醇母体在预聚物中的基本作用下面,就几个方面来探讨多元醇母体与预聚物的配方设计、制造工艺,预聚物产品的技术指标与应用性能的关联。
2.1多元醇母体的f(—OH)、N(—OH)与预聚物的f(—NCO)、—NCO的含量在理想状况下,配方之—NCO/—OH物质的量比[文中以P(NH)表示]为2.0时,TDI一个—NCO与多元醇的一个—OH反应,余下另一个—NCO,所以预聚物的的—NCO官能度f(—NCO)与多元醇母体的—OH官能度f(—OH)是相等的,但是,总是会有加成聚合反应发生,产生有一定缩聚度的大分子产物,如果不考虑产品中的游离TDI(fTDI),那么加聚产物的f(—NCO)总是>f(—OH);一些副反应,如氨酯键上—NH—与—NCO反应生成脲基甲酸酯,也会提高产品的分支度,提高f(—NCO)。
预聚物的异氰酸酯基含量—NCO%,取决于多元醇母体的羟基当量值N(—OH),以及配方设计P(NH)。
预聚物固体的—NCO%理论值可由式1、式2计算。
氨基甲酸酯型多异氰酸预聚物的多元醇母体研究在配方P(NH)=2.0时,式1可简化为:氨基甲酸酯型多异氰酸预聚物的多元醇母体研究式中,42.0、87.1、174.2分别为—NCO基的摩尔质量数与TDI的—NCO基的摩尔质量数(—NCO当量)及相对分子质量。
实际上,由于TDI加聚反应的复杂性,以及原料与环境中杂质对—NCO的额外消耗,预聚物产品的—NCO%含量总是低于理论值,在生产实践中,也就往往以反应进行到—NCO%降到理论值之下为控制终点。
—NCO%表示单位数量的预聚物中,可起交联作用的—NCO基团的多少,在2KPU涂料中,固化剂的—NCO%就表示其交联强度的大小。
—NCO%值对于确定2KPU 的两个组分比例,涂料的干性与漆膜性能有重要意义。
如上所述,多元醇母体的f(—OH)及相对分子质量Mr是确定预聚物主要技术指标的基本依据,必须注意的是:多元醇母体往往由不止一种多元醇复配而成,此时的f(—OH)及N(—OH)都是指其平均值。
2.2多元醇母体与预聚物的配方设计及f(TDI)控制2.2.1预聚物母体与预聚物的配方设计:多元醇母体f(—OH)与配方参数的平衡出于对加聚反应与缩聚反应的相似性以及氨基甲酸酯化反应与酯化反应、聚氨基甲酸酯与聚酯的可比性的认识[14-15],认为卡罗瑟斯(Carothers)方程可以引伸应用到聚氨基甲酸酯,提出“聚氨酯树脂常数式(3)”的概念[16]。
在多—NCO预聚物的场合,即—NCO过量的情况下,Ku的表达式为:式(3)氨基甲酸酯型多异氰酸预聚物的多元醇母体研究式中:KUN—NCO超量情况下的聚氨酯树脂常数;m0—配方中多异氰酸酯(如TDI)与多元醇母体的分子数总和;N(—OH)—多元醇母体的总当量数。
从m0与N(—OH)的定义出发,在所应用的多异氰酸酯单体为二异氰酸酯(如TDI)时,可以推导出:[17-18]氨基甲酸酯型多异氰酸预聚物的多元醇母体研究式中:“1/2”之分母2,即为TDI之f(—NCO);P(NH)为配方中—NCO/—OH物质的量;f(—OH)—多元醇母体,(可能由不止一种多元醇组成)的平均—OH官能度。
