异氟尔酮二异氰酸酯在聚氨酯固化剂合成反应中的研究

聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成及其性质用异辛酸锌作催化剂，以聚碳酸亚丙酯二醇和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）与含羟基的环氧丙烯酸酯预聚物作主要原料，合成了适于UV固化的聚氨酯丙烯酸酯预聚物（PUA），并对PUA胶粘剂的性能进行了初步研究。

结果表明，当催化剂异辛酸锌的质量分数为0.3%，阻聚剂的用量为0.08%，反应温度控制在80℃为宜，总反应时间约为7 h，可以合成稳定性好的聚氨酯丙烯酸酯预聚物，以该聚氨酯丙烯酸酯制得UV固化胶粘剂固化速度快，成膜物附着力优、强度高。

标签：聚氨酯丙烯酸酯；预聚物；紫外固化；胶粘剂聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的分子中含有不饱和官能团的端丙烯酸酯低聚物，能利用紫外光（UV）进行固化。

固化后兼具有聚氨酯的高耐擦伤性、柔韧性、高撕裂强度和优异的低温性能以及丙烯酸酯较好的光学性能和耐候性，被认为是最有发展前途的材料之一[1]。

同时可以通过合成设计分子链的长短，调整预聚物的软硬，从而适应不同客户需求，可操作性强。

因此广泛地应用在UV粘合剂、UV涂料、UV油墨等领域[2]。

本文合成了一种适用于UV固化的聚氨酯丙烯酸酯预聚物，测试了合成PUA的性能，并对合成预聚物的影响因素进行了研究。

1 实验部分1.1 主要原料及仪器2000分子量聚碳酸亚丙酯二醇，工业级，广东达志环保科技股份有限公司；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业级，德国拜耳公司；异辛酸锌，AR，上海明环化工有限公司；羟基质量分数7%的环氧丙烯酸酯树脂，自制；对苯二酚，AR，五联化工厂。

NDJ-1旋转黏度计，上海精密仪器仪表有限公司；紫外光固化机，LT-102型，2KW，深圳沃尔机电公司；万能拉力测试仪BGD-5，青岛博格达检测仪器有限公司。

1.2 PUA的合成在装有搅拌器、温度计和冷凝管的三口瓶中加入计量的二元醇，开启搅拌升温至120 ℃，减压脱水2 h降温至40 ℃以下在搅拌下相继滴入IPDI和异辛酸锌，升温至80 ℃，反应4 h取样检测NCO的含量，合格后加入自制的含羟基的环氧丙烯酸酯树脂、对苯二酚，加热升温至80 ℃，反应3 h放料。

异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应《异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应》在化学领域中，异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应一直是研究的热门话题。

这种反应作为合成聚氨酯的重要方法，广泛应用于泡沫塑料、涂料和粘合剂等领域。

然而，在这一反应过程中，副反应的产生却是让人头痛的问题。

本文将对异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应进行全面评估，并探讨其产生的原因及可能的应对方法。

一、副反应的类型和原因在异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中，常见的副反应包括：1. 异构反应：异佛尔酮二异氰酸酯分子中存在的两个异氰酸酯基团具有互变的性质，从而导致产物的异构化。

2. 含氮杂质的生成：由于异佛尔酮二异氰酸酯分子中含有氨基和异氰酸酯基团，容易发生含氮杂质的生成。

3. 凝聚物的产生：多元醇分子中的羟基易于发生聚合反应，导致产物中出现凝聚物。

这些副反应的产生主要是由于反应条件的不当、原料的质量不稳定以及反应过程中的副作用等原因所致。

在进行反应时，需要严格控制反应条件、选择优质原料并注意消除可能导致副反应的因素。

二、应对副反应的方法针对异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应，我们可以采取以下方法进行应对：1. 优化反应条件：合理选取反应温度、反应时间以及催化剂等参数，以减少副反应的发生。

2. 优选原料：选择质量稳定的异佛尔酮二异氰酸酯和多元醇，避免含有杂质或者劣质原料。

3. 添加抑制剂：在反应体系中加入相应的抑制剂，如抗氧化剂、分散剂等，有助于减少副反应的产生。

4. 改进反应工艺：采用先进的工艺技术，如高效搅拌、惰性气氛下反应等，有助于提高反应的选择性，减少副反应的发生。

通过以上措施的应用，可以有效地控制异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应，提高合成聚氨酯的产率和质量。

三、对异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应的思考与展望在研究异佛尔酮二异氰酸酯与多元醇反应中的副反应过程中，我们不仅要关注其副反应的产生及应对方法，还要不断深入研究反应机理和原理，以便进一步优化反应条件和工艺，提高合成聚氨酯的效率与质量。

作者简介：康永(1981-)，男，博士研究生，高级工程师，现从事无机非金属材料以及功能化高分子复合材料研究工作。

收稿日期：2019-04-29聚氨酯通常分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯。

溶剂型聚氨酯通过酮类、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂制得，这些溶剂易挥发、气味大、易燃易爆、污染环境。

水性聚氨酯把水作为分散介质，有气味小、不污染环境、不燃、节能、操作加工方便等优点。

因而水性聚氨酯迅速在皮革涂饰[1~3]、手套、导管、涂料等很多领域得到应用[4~5]。

水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯溶液或乳液。

传统水性聚氨酯乳液固含量低(<40%)，导致初黏力低、自增稠性差、干燥成膜速度慢、光泽性较低等缺点，因而应用推广受到限制。

高固含(>50%)水性聚氨酯乳液则具有成膜和干燥时间短、设备利用率高、单位产品能量消耗和运输成本低等优点。

研究表明其在50℃左右干燥温度下其干燥速度与普通溶剂型聚氨酯相似，从而使合成革应用上完全代替溶剂型产品[6~7]。

由此可见，高固含革用水性聚氨酯成膜和干燥时间短、设备利用率高、单位产品能量消耗和运输成本低，适应快节奏现代生产线的生产要求。

在此基础上，研究成膜后耐水、表面黏度等相关性能，应用在合成革基层，使其耐水、透气、环保，制得更好更舒适的皮革产品，是本课题研究的意义之所在[8~9]。

本课题的创新点首先在于制成水性聚氨酯以取代溶剂型聚氨酯。

水性聚氨酯产品用于PU 革生产性能可以与溶剂型聚氨酯相媲美，气味小、不污染环境、不燃、节能安全环保。

其次，在于解决了高固含往往伴随黏度大的矛盾，制成了低黏度的高固含水性聚氨酯乳液。

高固含使其稳定性好，干燥速度快，胶膜强度大，并以良好的流动性和快干性满足施工工艺要求，为水性聚氨酯的工业化奠定基础。

最后，在于实现了有机硅改性，使制成胶膜耐水性得到很大提高。

合成的高固含水性聚氨酯乳液力求在保证固含量大于50%的情况下，同时通过有机硅改性后制成胶膜具有良好的透气性、耐水性和机械性，能够满足用在皮革基层的要求。

异佛尔酮二异氰酸酯固化剂的合成及性能研究
汪一波;杨志萍;何领;王永垒;刘阳阳;柯方伟
【期刊名称】《中国涂料》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成了一款聚氨酯固化剂,且研究了反应进程的影响因素(如催化剂的类别及使用量、反应时间和反应温度等),产品通过FT-IR、GPC和DSC进行结构表征及涂膜应用性能评价,效果较好。

【总页数】8页(P52-59)
【作者】汪一波;杨志萍;何领;王永垒;刘阳阳;柯方伟
【作者单位】黄山华惠科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.493
【相关文献】
1.改性异佛尔酮二胺环氧固化剂的合成与性能研究
2.异佛尔酮二异氰酸酯合成方法优化
3.异佛尔酮二异氰酸酯三聚体的合成
4.异佛尔酮二异氰酸酯溶液扩链合成聚乳酸类药物缓释剂
5.异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能
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聚氨酯缔合型增稠剂的合成及性能研究王君;吕彤;黄丹丹;曹玮;花玉芳【摘要】将异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇反应获得预聚体,用1,6-己二醇扩链,并用长链烷基醇封端,最终获得内部含有疏水链段的聚氨酯缔合型增稠剂(HEUR).采用FT-IR和1H NMR对HEUR的结构进行了表征;通过黏度测定,着重研究了相对分子质量及其分布、疏水链段的位置和大小对增稠效果的影响,同时分析了增稠剂的加入对苯丙乳液粒径及其分布的影响.结果表明:当末端疏水链一定时,增加亲水链长度,有助于黏度的提高;相同浓度下,相对分子质量分布窄的样品比分布宽的样品增稠效果好;分子内部疏水链段会使黏度降低,同时会使乳液粒径增大,乳液黏度的大小完全由增稠剂分子末端疏水链以及增稠剂的用量控制.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)001【总页数】5页(P67-71)【关键词】聚氨酯缔合型增稠剂;疏水链段;扩链剂;相对分子质量分布;粒径【作者】王君;吕彤;黄丹丹;曹玮;花玉芳【作者单位】天津工业大学,天津300387;天津工业大学,天津300387;天津工业大学,天津300387;天津工业大学,天津300387;天津工业大学,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4聚氨酯缔合型增稠剂（HEUR）是新出现的一种环境友好型增稠剂，其在溶液中的性质类似于表面活性剂，增稠机理也不同于一般增稠剂。

HEUR特殊的性质取决于它的分子结构，HEUR在亲水链末端或侧链带有疏水链段［1］。

研究结果表明，HEUR中亲水链段的相对大小存在最佳值，使增稠剂拥有最优性能［2-3］。

选取不同的原料和制备方法可以获得相对分子质量不同的亲水链段，进而影响增稠效果［4-6］。

疏水链的大小和形状对HEUR的增稠效果起决定性作用［7-8］。

现有文献中对合成产物结构的确定仅使用FT-IR一种表征手段，不具有说服力。

在增稠效果方面，主要对分子末端的疏水链段作了较深入的研究，而对分子内部的疏水链段研究较少，对增稠机理的研究也并不透彻。

含氟水性聚氨酯的合成及其性能研究陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【摘要】以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料合成聚酯型水性聚氨酯.通过氟单体(甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12))的引入,制备具有互穿网络结构的含氟水性聚氨酯(WPU-F).研究了MBFA-12含量对WPU-F涂膜的乳液粒径、粘度、耐水性能、硬度、附着力以及耐磨性能的影响.结果表明,氟单体MBFA-12的加入,明显提高了涂膜的耐水性能.当氟单体含量为40％时,涂膜的接触角从未改性的60.5°提高到113.0°,吸水率也从未改性的60.20％降低至1.54％.但由于在反应过程中MBFA-12本身容易自聚产生一些低聚物,对WPU涂膜的硬度和耐磨性能产生不良的影响.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2014(029)003【总页数】6页(P198-203)【关键词】含氟水性聚氨酯;甲基丙烯酸十二氟庚酯;接触角;吸水率【作者】陈丽红;宋剑斌;李燃;杨文斌【作者单位】福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002;福建农林大学材料工程学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S782.39随着人们的环保意识日益增强，人们对自己的生存环境的要求也越来越高。

水性聚氨酯涂料（WPU）作为一种重要的涂料，它以水代替有机溶剂作为分散剂，不但保留聚氨酯涂膜耐磨性好、强度高等特点。

而且还能有效降低挥发性有机化合物含量，符合人们的环保需求。

目前，WPU广泛应用于涂料［1－3］、胶粘剂、织物涂层、整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂［4－5］等领域，聚氨酯树脂的水性化正逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向之一。

然而，在WPU分子结构中含有大量亲水性基团，使得最终涂层具有较高的表面能，降低了膜的耐水性［6］。