固化剂
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固化剂的使用方法固化剂是一种常用的化学材料,广泛应用于各种领域,如建筑、航空航天、汽车制造等。
它具有固化速度快、强度高、耐腐蚀性强等特点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
那么,固化剂的使用方法是怎样的呢?下面我们就来详细介绍一下。
首先,选择合适的固化剂非常重要。
不同的材料需要使用不同种类的固化剂,因此在选择固化剂时,要根据实际情况选择合适的产品。
同时,要注意固化剂的储存条件,避免受潮或受阳光直射,以免影响固化剂的使用效果。
其次,使用固化剂时要注意按照正确的配比使用。
通常情况下,固化剂与基材的比例是固定的,过多或者过少都会影响固化效果。
因此,在使用固化剂时,一定要按照配比要求进行混合,确保固化剂能够充分发挥作用。
在使用固化剂的过程中,还需要注意搅拌均匀。
固化剂通常是以液体的形式存在,因此在使用前需要充分搅拌均匀,确保固化剂中的各种成分能够充分混合。
只有搅拌均匀,才能保证固化剂在固化过程中能够均匀地分布在基材表面,从而确保固化效果的均匀性和稳定性。
另外,固化剂的使用还需要注意固化环境的控制。
固化剂在固化过程中通常需要一定的温度和湿度条件,因此在使用固化剂时,要注意控制固化环境的条件,确保固化剂能够在适宜的环境中进行固化,从而保证固化效果的稳定性和可靠性。
最后,固化剂的使用后还需要进行适当的后处理。
固化剂固化完成后,需要进行适当的后处理,如清洗、打磨等,以确保固化表面的平整度和光洁度。
同时,还需要注意固化剂的废弃处理,避免对环境造成污染。
总之,固化剂的使用方法是一个比较复杂的过程,需要在选择、配比、搅拌、固化环境控制和后处理等方面都要注意细节,只有这样才能确保固化效果的稳定性和可靠性。
希望大家在使用固化剂时,能够按照正确的方法进行操作,确保固化效果的质量和稳定性。
固化剂的工艺
固化剂的工艺一般包括以下几个步骤:
1. 原料准备:根据固化剂的配方和工艺要求,准备好所需的原料和辅助材料。
2. 混合:将固化剂的原料按照一定比例放入混合设备中进行均匀混合。
混合方式可以是机械搅拌、磨炼搅拌或溶液混合等。
3. 粉碎研磨:将混合好的固化剂原料进行粉碎研磨,使得颗粒尺寸均匀细小。
4. 干燥:将研磨好的固化剂原料放入干燥设备中,去除原料中的水分或其他溶剂,使其达到所需的干燥度。
5. 预压制:将干燥好的固化剂原料放入模具中进行预压制,以提高颗粒的密实度和均匀度。
6. 成型:将经过预压制的固化剂原料放入成型设备中,进行最终的成型加工,可以是压制、注塑或烧结等。
7. 固化:将成型好的固化剂置于适当的温度和湿度条件下,进行固化工艺。
固化的方式可以是自然固化、热固化或光固化等。
8. 检测检验:对固化剂进行质量检测和检验,包括物理性能测试、化学分析和功能测试等。
9. 包装和储存:对合格的固化剂进行包装和储存,确保其质量和稳定性,方便使用和销售。
需要注意的是,不同类型的固化剂工艺流程可能会有所不同,上述步骤仅为一般固化剂的工艺流程,具体工艺流程应根据不同的固化剂进行调整和优化。
粉末涂料固化剂种类一、环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂是一种常用的粉末涂料固化剂,它能够与环氧树脂发生化学反应,形成坚固的聚合物网络结构。
环氧树脂固化剂可以分为胺类固化剂和酸酐类固化剂两大类。
胺类固化剂主要包括聚酰胺胺、聚酰胺胺酯、聚酰胺胺酰胺等,其固化反应速度较快,固化后的涂层具有优异的耐化学品性能和耐磨性。
酸酐类固化剂主要有脂环酸酸酐、甲基环酸酸酐等,其固化反应速度较慢,但具有优异的耐高温性能。
二、聚酯固化剂聚酯固化剂是一种常用的酯类固化剂,它能够与聚酯树脂发生酯化反应,形成硬质涂层。
聚酯固化剂主要包括异氰酸酯类固化剂和酯酸酐类固化剂两大类。
异氰酸酯类固化剂具有固化反应速度快、固化后涂层硬度高、耐磨性好等优点。
酯酸酐类固化剂相对而言固化反应速度较慢,但可以提供耐候性和耐化学品性能较好的涂层。
三、聚醚固化剂聚醚固化剂是一种常用的固化剂,它可以与聚醚树脂发生反应,形成有机硬质涂层。
聚醚固化剂主要有聚氧化物、聚酯醚等。
聚氧化物固化剂具有固化反应速度快、耐磨性好、耐化学品性能优异的特点。
聚酯醚固化剂固化反应速度较慢,但可以提供耐候性和耐高温性能较好的涂层。
四、聚氨酯固化剂聚氨酯固化剂是一种常用的固化剂,它可以与聚氨酯树脂发生反应,形成弹性涂层。
聚氨酯固化剂主要有异氰酸酯类固化剂和水解固化剂两大类。
异氰酸酯类固化剂在固化过程中需要加入聚醚多元醇或聚酯多元醇,固化后的涂层具有优良的弹性和耐磨性。
水解固化剂是一种无溶剂的固化剂,固化反应速度较慢,但可以提供较好的耐化学品性能和耐候性能。
总结起来,粉末涂料固化剂种类繁多,每种固化剂都有其特定的应用领域和性能特点。
在实际应用中,需要根据涂层要求和具体使用环境选择适合的固化剂,以达到最佳的涂层效果和性能。
同时,随着科技的不断进步和创新,新型的粉末涂料固化剂也在不断涌现,为涂料行业的发展带来了更多可能。
固化剂使用方法一、固化剂的概述固化剂是一种用于固化或硬化某些材料的化学物质。
它在许多行业中都有广泛的应用,如建筑、汽车、电子等。
固化剂的使用方法对于材料的性能和质量至关重要。
下面将详细介绍固化剂的使用方法。
二、固化剂的分类固化剂可以根据其化学组成和应用领域进行分类。
根据化学组成,固化剂主要分为以下几类: 1. 酸性固化剂:主要由有机酸和无机酸组成,常用于涂料、胶粘剂等领域。
2. 碱性固化剂:主要由氨基化合物和碱金属化合物组成,常用于树脂、塑料等领域。
3. 光敏固化剂:主要由光敏物质组成,可通过光照固化,常用于光敏材料、光刻胶等领域。
三、固化剂的使用方法固化剂的使用方法因不同材料和固化剂的特性而有所差异,下面将分别介绍常见材料的固化剂使用方法。
3.1 涂料的固化剂使用方法涂料的固化剂使用方法主要包括以下几个步骤: 1. 配制:按照涂料和固化剂的配比要求,准确称量涂料和固化剂,放入容器中。
2. 搅拌:使用搅拌器搅拌涂料和固化剂,使其充分混合均匀。
3. 筛选:将混合均匀的涂料通过筛网进行筛选,去除其中的颗粒杂质。
4. 施工:按照涂料的使用要求和工艺流程进行施工,可采用刷涂、喷涂等方式。
5. 固化:根据涂料的要求和固化剂的性质,选择适当的固化条件,如温度、湿度等。
3.2 树脂的固化剂使用方法树脂的固化剂使用方法主要包括以下几个步骤: 1. 配制:根据树脂和固化剂的配比要求,准确称量树脂和固化剂。
2. 搅拌:使用搅拌器将树脂和固化剂充分搅拌混合。
3. 排气:将混合好的树脂和固化剂放置在真空搅拌设备中进行排气处理,去除其中的气泡。
4. 浇注:将排气处理后的树脂和固化剂倒入模具中,保持固化剂在整个模具内均匀分布。
5. 固化:根据树脂和固化剂的性质,选择适当的固化条件,如温度、时间等。
3.3 塑料的固化剂使用方法塑料的固化剂使用方法主要包括以下几个步骤: 1. 配制:按照塑料和固化剂的配比要求,准确称量塑料和固化剂。
有机固化剂和无机固化剂
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的化合物或混合物。
一般可以按照成分性质分为无机固化剂和有机固化剂。
无机固化剂一般有水泥、石灰、石膏等胶凝材料;有机固化剂一般有沥青、树脂类高分子材料。
此外,有机硅固化剂是一种含有氨基、羟基或甲基氢基的有机硅化合物,与硅酸锂复合可以形成一种强有力的网络结构,从而提高涂层的硬度和附着力。
总的来说,有机固化剂和无机固化剂在性能和应用上存在显著差异,应根据具体需求选择合适种类的固化剂。
固化剂应用方法1. 简介固化剂是一种广泛应用于各种行业的化学品,其作用是将液体或可流动物质转化为固态或半固态。
固化剂的应用方法可以根据实际需求和具体情况进行选择,下面将介绍几种常见的固化剂应用方法。
2. 混合使用法混合使用是一种常见的固化剂应用方法。
在此方法中,将固化剂与液体或可流动物质混合,以通过化学反应将其固化。
混合使用法可以在室温下进行,也可以通过加热或加压来加快固化过程。
这种方法适用于需要在短时间内固化物质的场合。
3. 喷涂法喷涂法是将固化剂以喷雾形式喷洒在待固化物质表面的应用方法。
固化剂在喷涂后与物质接触,通过吸收氧气或其他元素来进行固化。
喷涂法可以用于各种材料的表面涂覆,例如金属、陶瓷、玻璃等。
这种方法适用于需要在物体表面形成覆盖层或保护层的场合。
4. 浸渍法浸渍法是将待固化物质浸入固化剂中,使其充分吸收固化剂并实现固化的应用方法。
在浸渍过程中,物质会通过吸收固化剂来实现固化,固化剂会渗入物质的内部。
这种方法适用于一些多孔材料,如木材、石材等。
浸渍法可以提高材料的硬度和耐久性。
5. 塑性压制法塑性压制法是将固化剂与物质一起加入模具中,然后通过施加压力来实现固化的应用方法。
在压制过程中,固化剂会通过压力的作用使物质发生固化。
这种方法适用于制作各种形状的物体,如塑料制品、橡胶制品等。
6. 其他应用方法除了上述介绍的常见应用方法外,还有许多其他的固化剂应用方法,如烘烤固化法、紫外线固化法等。
这些方法根据具体的固化剂和物质性质的不同而有所差异,需要根据实际情况选择合适的应用方法。
总结:固化剂的应用方法可以根据需求和具体情况进行选择。
混合使用法、喷涂法、浸渍法和塑性压制法是常见的固化剂应用方法。
此外,还有其他一些方法可供选择。
根据实际需求和固化剂的特性,选择合适的应用方法可以获得更好的固化效果。
环氧固化剂种类及用途环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有出色的性能和广泛的应用领域。
作为环氧树脂的助剂之一,环氧固化剂在固化过程中起着至关重要的作用。
不同种类的环氧固化剂具有不同的特性和用途,下面我们将介绍几种常见的环氧固化剂及其用途。
1. 聚酰胺固化剂:聚酰胺固化剂是一种常用的环氧固化剂,具有较高的固化速度和硬度,适用于制备硬度要求较高的环氧树脂制品,如涂料、胶粘剂、复合材料等。
聚酰胺固化剂还具有良好的耐化学腐蚀性能,可用于制备具有耐腐蚀性能要求的环氧树脂制品。
2. 胺固化剂:胺固化剂是另一类常见的环氧固化剂,其固化速度较慢,但具有较好的柔韧性和耐冲击性,适用于制备要求耐冲击性能的环氧树脂制品,如地坪涂料、船舶涂装等。
胺固化剂还可与其他助剂相结合,提高环氧树脂的性能。
3. 酸酐固化剂:酸酐固化剂是一类新型的环氧固化剂,具有固化速度快、硬度高、耐热性好的特点,适用于制备要求高温耐热性能的环氧树脂制品,如电气绝缘材料、高温涂料等。
酸酐固化剂还可提高环氧树脂的耐化学腐蚀性能。
4. 硬脂酸固化剂:硬脂酸固化剂是一种环氧固化剂的衍生物,具有固化速度适中、硬度适中、成本较低的特点,适用于一般要求的环氧树脂制品制备,如家具涂料、地坪漆、铸造材料等。
硬脂酸固化剂在固化过程中产生的副反应较少,对环境友好。
以上介绍的几种环氧固化剂只是众多环氧固化剂中的一部分,不同种类的环氧固化剂具有不同的特性和用途,选择合适的环氧固化剂对于环氧树脂制品的性能和应用具有重要影响。
在实际应用中,需要根据具体要求选择适合的环氧固化剂,并合理搭配其他助剂,以获得优异的性能和稳定的质量。
希望通过本文的介绍,读者能对环氧固化剂有更深入的了解,为实际应用提供参考依据。
固化剂成分含量
固化剂是指能在一定条件下使液体或溶液固化的物质。
根据不同的固化剂类型和用途,其成分含量可能会有所不同。
以下是一些常见固化剂的示例和可能的成分含量:
1. 硅胶固化剂:主要成分为氧化钙(CaO),其含量通常在50%至70%之间。
2. 硅酸钠固化剂:主要成分为硅酸钠(Na2SiO3),其含量通常在30%至40%之间。
3. 环氧树脂固化剂:主要成分为胺类化合物,如乙二胺(EDA)、间苯二胺(MDA)等。
具体含量取决于固化剂的种类和配比。
4. 酚醛树脂固化剂:主要成分为酚醛类化合物,如甲醛和苯酚。
具体含量取决于固化剂的种类和配比。
5. 改性聚氨酯固化剂:主要成分为聚醚多元醇和多异氰酸酯。
具体含量取决于固化剂的种类和配比。
需要注意的是,固化剂的成分含量可能会因厂家、产品型号和用途的不同而有所变化。
因此,在使用固化剂时应根据具体情况来确定成分含量。
最好参考产品说
明书或与厂家进行联系以获取准确的信息。
固化剂及固化的原理固化剂是指能够使物质从液态或可塑态转变为固态状态的物质。
它可以通过不同的原理产生固化作用,下面将详细介绍几种常见的固化剂及其固化原理。
1. 热固化剂热固化剂的固化原理是在一定的温度下,通过热源提供的热能,使物质分子间产生反应,形成化学键,从而形成稳定的结构。
典型的热固化剂有环氧树脂和聚酰胺等。
在加热的过程中,这些物质经历了以下几个步骤:首先,加热使固化剂发生化学变化,生成活性基团;接着,活性基团与固化剂中的反应物发生反应,形成交联结构;最后,交联结构的形成导致物质变得坚硬,从而实现了固化。
2. 光固化剂光固化剂是利用特定波长的紫外光源或可见光源引发物质分子间的化学反应,形成交联结构的固化剂。
在光固化剂中,常用的是光引发剂,它们对特定波长的光敏感。
当光引发剂吸收相应波长的光时,电子激发到高能级,会与固化剂中的反应物发生相应的光化学反应,形成交联结构。
光固化不需要加热,在光源照射下即可实现固化,因此具有快速固化、节能环保等特点。
典型的光固化剂有丙烯酸酯、丁烯酸酯等。
3. 湿固化剂湿固化剂是利用固化剂在潮湿环境中与空气的水分反应形成交联结构的固化剂。
常见的湿固化剂有硅酮、氨基硅烷等。
在湿固化剂中,水分与固化剂中的活性基团发生反应,形成稳定的交联结构。
湿固化的速度受到环境湿度和温度等因素的影响。
湿固化剂具有无需加热、工艺简单等优点,广泛应用于建筑密封胶、玻璃胶等领域。
4. 自由基固化剂自由基固化剂是通过自由基引发聚合反应,形成交联结构的固化剂。
自由基是具有不成对电子的分子或原子,它们具有高度活性,易于引发聚合反应。
自由基固化剂广泛应用于胶粘剂、涂料等制品中。
在自由基固化剂中,通常使用过氧化物等物质作为引发剂,通过加热或光照等方式产生自由基,并与反应物发生自由基聚合反应。
在自由基聚合的过程中,交联结构逐渐形成,导致物质从液态或可塑态转变为固态。
总而言之,不同类型的固化剂通过不同的原理实现固化作用。
固化剂的种类固化剂是指能够将涂料、胶水等材料变为坚硬、耐磨的物质的化学物质。
在实际应用中,不同类型的涂料和胶水需要使用不同种类的固化剂。
以下是常见的几种固化剂。
1. 硬化型固化剂硬化型固化剂是最常见的一种固化剂,它能够通过反应形成高分子聚合物,并且具有很好的耐磨性和耐腐蚀性。
硬化型固化剂通常用于环氧地坪、涂料、胶水等领域。
其中,环氧地坪使用的硬化型固化剂主要有聚酰胺酯、聚酰胺胶等。
2. 水解型固化剂水解型固化剂是一种通过与水反应形成高分子聚合物的固化剂,其特点是反应过程中产生大量水分,因此需要保证材料表面干燥。
水解型固化剂通常用于润滑油、润滑脂等领域,其中最常见的是铝皮膜润滑油中使用的铝皮膜水解型固化剂。
3. 热固型固化剂热固型固化剂是一种通过加热反应形成高分子聚合物的固化剂,其特点是反应速度较快,但需要加热才能发生反应。
热固型固化剂通常用于涂料、胶水等领域,其中最常见的是丙烯酸树脂中使用的过氧化物类热固性固化剂。
4. 光敏型固化剂光敏型固化剂是一种通过紫外线或电子束等辐射形成高分子聚合物的固化剂,其特点是反应速度非常快,但需要在紫外线或电子束下进行。
光敏型固化剂通常用于印刷、涂料等领域,其中最常见的是UV光油中使用的光敏性单体和引发剂。
5. 氧气型固化剂氧气型固化剂是一种通过与空气中的氧气反应形成高分子聚合物的固化剂,其特点是无需加热、无需紫外线或电子束等条件即可发生反应。
氧气型固化剂通常用于胶水、密封剂等领域,其中最常见的是硅酮密封胶中使用的氧气型固化剂。
总之,不同类型的涂料和胶水需要使用不同种类的固化剂,以达到最佳的固化效果。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的固化剂。
聚氨酯固化剂合成工艺的研究及应用摘要:研究了适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI分离的TDI-TMP聚氨酯固化剂的合成工艺。
讨论了合成过程中甲苯二异氰酸酯(TDI)与三羟甲基丙烷(TMP)投料比、反应温度、加料方式对预聚物性能的影响。
试验表明:在TDI与TMP质量比在5∶1,反应温度在50℃,反应时间5h的合成条件下,得到的预聚物相对分子质量小、黏度低、流动所需温度低,适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离,分离后的聚氨酯固化剂色泽浅、游离TDI含量和—NCO含量符合设计要求。
关键词:游离TDI;TDI-TMP预聚物;聚氨酯;固化剂0.引言在双组分聚氨酯涂料中,聚氨酯固化剂是其中的一个重要组分,聚氨酯固化剂实际上是聚氨酯的预聚物,它是由三羟甲基丙烷(TMP)与甲苯二异氰酸酯(TDI)发生加成反应生成,预聚物上的—NCO基团与聚酯、聚醚等树脂上的羟基反应实现固化。
作为常用的涂料固化剂,它能赋予涂膜多种优良的性能。
聚氨酯涂膜具有外观良好、硬度大、耐腐蚀性良好、耐化学品性优良等而受到人们青睐。
然而聚氨酯固化剂中残余的游离TDI对人体的危害非常大,因此如何降低聚氨酯固化剂中的游离TDI是重要的研究课题。
实际上,影响TDI-TMP加成物产品质量的有2大因素,即前期化学反应工艺和后期游离TDI的分离工艺。
本工作旨在对TDI-TMP加成物的合成工艺进行探讨,合成优质固化剂,而且本工作是在有薄膜蒸发器进行后处理的基础上进行的,合成的固化剂适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离,最终得到性能优良的聚氨酯固化剂。
1.实验部分1.1实验原料甲苯二异氰酸酯(TDI-80/20):工业级,日本三井;三羟甲基丙烷(TMP):工业级,中国石油吉化集团;醋酸丁酯:工业级,广州珠江化工集团公司。
1.2合成工艺将水浴槽的温度设定在指定温度,将称量好的TDI和醋酸丁酯加入到四口瓶中,开始搅拌,将脱水后保温在60℃以上的TMP滴加到TDI中,在1h左右滴加完毕,再反应4h,反应过程中控制反应温度在50℃。
测试黏度、固含量、TDI 含量和—NCO含量。
1.3测试方法—NCO含量用二正丁胺-盐酸滴定法;游离TDI含量用气相色谱法测定;固含量按GB/T1725—1979(1989)测定;固化剂黏度测定采用GB/T1723—1993“涂料黏度测定法”。
2.结果与讨论2.1原料中水的影响TMP在室温下是白色固体,与空气接触,极易吸水。
水分子可与—NCO基团反应,形成聚合物。
消耗相同质量的异氰酸酯,1份水相当于5份TMP。
因此一旦TMP中含水,就会严重地影响产品的质量。
将没脱水的TMP直接和TDI反应与脱水后的TMP和TDI反应的产物作了比较,结果如表1所示。
表1水对合成预聚物性能的影响从表1可以看出,水对合成预聚物的黏度有较大影响,黏度大,不利于游离TDI在分子蒸馏设备中的分离。
另外,水也消耗了—NCO基团,使—NCO质量分数降低。
因此,TMP及溶剂在投料前脱水是很有必要的,它是保证产品性能优良的重要环节。
2.2单体配比对聚氨酯固化剂合成的影响在国内聚氨酯固化剂合成工艺的报道中,一般没有考虑对固化剂中游离TDI 进行分离的后处理工序,为了尽量减少固化剂中有毒的游离TDI的含量,TDI与TMP大多控制在不以凝胶为前提的最小比,即TDI与TMP以理论比即物质的量的比为3∶1,质量比为3.89∶1的小范围变化来设计配方[1-5]。
本研究有薄膜蒸发器分离游离TDI的后处理工艺作后盾,合成工艺与分离工艺相结合,因此合成工艺突破传统的思路,对TDI与TMP的配比大胆进行尝试,实验结果如表2所示。
表2物料配比对合成预聚物性能的影响采用TDI大量过量的方式来合成固化剂,羟基基本上是被TDI上的—NCO包围,未反应的羟基和TDI上的—NCO反应的概率大,得到的固化剂就接近理想反应,TDI过量越多,反应接近理想反应的程度越大。
从表2可以看出,TDI过量得越多,体系黏度越低,继续增大TDI的含量,按黏度的趋势,体系黏度会继续降低,但凝胶时间相差已经不是太大了,而且凝胶所需时间已经很长了,这么长的时间足够分离时不凝胶也不固化。
考虑到随着体系中未反应TDI含量的增加,会导致后处理能耗加重,所以确定TDI与TMP的质量配比为5∶1。
2.3反应温度的影响温度是TDI-TMP加成反应重要的影响因素。
反应温度越高,反应速度越快,反应完成所需时间越短,但是反应温度越高,副反应越多,产物的黏度越大,各种物料越容易被氧化,产物的颜色越深,而且反应温度越高,TDI分子的2个—NCO 基团的活性差异越小,这样得到的产物相对分子质量分布越不均匀。
另一方面,该反应是放热反应,外界所给予的能量越多,越不利于反应的控制,反应体系黏度迅速增加甚至有可能造成凝胶。
因此,在合成反应中要避免高温。
表3为反应温度对产物性能的影响。
表3反应温度对合成预聚物性能的影响从表3可以看出,温度对产物的黏度和颜色影响较大,对产物的固体分含量、密度、—NCO 值影响不大。
TMP在低于40℃时易析出,因此反应低限温度不宜低于40℃。
本实验突破了先低温再高温反应的传统思路[2-4,6],采用一直在较低温度下反应,适当增加反应时间。
结果表明,反应不仅能够进行,而且趋于理想反应,所得到的反应产物颜色浅,相对分子质量小,黏度低,流动所需温度低,这样的产物适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离。
因此,该合成反应选择在较低温度下进行,延长反应时间使反应完全,反应温度控制在50℃,1h滴加完全后,再继续反应4h,得到的加成产物直接在薄膜蒸发器上进行游离TDI的分离,得到了性能优良的无毒固化剂。
2.4加料方式对合成预聚物性能的影响在聚氨酯固化剂的合成工艺中,加料方式有多种,而且不同的加料方式对产物影响较大。
本文试验了3种加料方式,第1种是一次加料,即将脱水的TMP、TDI和醋酸丁酯一起加入到反应器中进行反应。
该法的优点是工艺简单,节约设备,缩短反应时间。
然而一次加料的方式中,反应过程中的温度难控制,产物相对分子质量分布不均匀,黏度大。
第2种是将固体的TMP分次加料,即分多次将固体TMP加到TDI-醋酸丁酯溶液中进行反应。
第3种是将脱水后的TMP保温在60℃以上(防止TMP析出),在搅拌下将TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶__液中进行反应。
加料方式对合成预聚物的影响见表4。
表4加料方式对预聚物性能的影响在第3种工艺中,TDI相对于TMP过量,4位—NCO反应几率较大,因而反应均匀。
而且滴加法反应过程容易控制,反应趋于理想化,合成的产品相对分子质量分布均匀,黏度低,在薄膜蒸发器中分离游离TDI过程中操作稳定。
所以选择用第3种加料方式进行加料。
2.5溶剂的影响在相同温度及固含量,不同溶剂体系的黏度是不相同的[1]。
早期用环己酮作溶剂以完成均相加成反应,但产物颜色深,气味大,不宜使用。
后来的研究中[1-3],多用甲苯、二甲苯和醋酸丁酯的混合溶剂,效果较佳。
本研究中,采用单一溶剂醋酸丁酯,是因为单一的溶剂其物理特性单一,便于后处理中的分离,分离后的溶剂循环使用。
3.结语合成了相对分子质量小、黏度低、流动所需温度低的适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI分离的TDI-TMP预聚物。
研究表明:低温有利于反应向理想方向进行,且产物颜色浅;TDI过量越多,反应越接近理想反应,TMP及溶剂必须脱水,采用单一的醋酸丁酯溶剂,便于分离后循环使用。
得出了合适的合成工艺:反应温度控制在50℃,在搅拌下将TMP溶液滴加到TDI-醋酸丁酯溶液中进行反应,1h 滴加完全后,再继续反应4h,TDI和TMP的质量比为5∶1。
合成的固化剂适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离,分离后得到的聚氨酯固化剂性能指标按1.3方法测得结果如下:w(残余TDI)≤0.4%,w(固含量)≥75%,w(—NCO)≥13.0%。
实验室聚氨酯的合成聚氨酯由两相来组成,包括软段和硬段,软段是长链多元醇,硬段是由异氰酸酯和扩链剂构成。
聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应先生成预聚体,然后与扩链剂反应硫化制得。
有时使用“一步法”来合成聚氨酯以降低成本和增加反应速度。
所谓“一步法”就是将多元醇、异氰酸酯及扩链剂混合,一步反应生成聚氨酯。
对于合成聚氨酯来讲,大家都知道,其所有成份极易吸水,Dupont公司的聚醚在船运期间进行有效干燥,厂家能够直接使用。
在操作期间水分经常偶然进入,因此需脱气工序。
小样品很容易吸取一定量的不利于合成的潮气,因此在实验室任何异氰酸酯反应之前应该脱气。
脱气可将混合时带入的空气排出。
在下面的配方中都采用了脱气或干燥工序。
异氰酸酯Terathane?可以做为软段材料与通用的二异氰酸酯反应,全球最常用的二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI),(2,4-;2,6-TDI 异构体以各种比例混合的混合物)。
Terathane? 也可与特殊的二异氰酸酯反应,例如PPDI,以提高耐磨性能、耐温性能和挠曲疲劳性能。
对于脂肪族二异氰酸酯,参看抗紫外光部分。
其它的二异氰酸酯偶然遇到,它们也可与Terathane?反应,尽管反应速率会有所不同。
硫化剂/扩链剂在聚氨酯生产中最通用的氢供体是胺类和醇类,当最终产物为弹性体时,通常用的扩链剂为二胺和二醇。
表 2 给出的是各种氨基和羟基与苯基异氰酸酯反应的速度。
相对反应速度可以通过催化剂来选择(参看硫化时间和催化剂部分)。
表2 异氰酸酯活性*氢载体速度常数**活化能25℃80℃kcal/mol芳香胺10~20——伯羟基2~4308~9仲羟基11510叔羟基0.01——水0.4611伯硫羟0.005——酚0.01——脲—2—羧酸—2—酰苯胺—0.3—苯胺基甲酸酯—0 0216 5*苯基异氰酸酯在甲苯中,100%的化学计量*k×104L/mol·s预聚物的制备虽然“一步法”生产聚氨酯弹性体有其有利的一面(例如成本低、速度快),但是多数情况下大家愿意选择“预聚法”路线。
一些公司销售预聚体,使用这些预聚体在某些生产上是有好处的。
虽然购买预聚体要比自己合成贵一些,但是它可避免在操作过程中异氰酸酯的挥发,并且公司可提供对这些材料的服务。
如果准备合成预聚体,下面典型的程序是有帮助的。
(1)加热690g(1.38当量)的Terathane? 1000的聚醚,在90℃下,真空搅拌1~2小时,除去所存在的湿气。
(2)氮气保护下冷却至70℃。
(3)加入435g(3.5当量)的纯MDI。
反应热将使温度升高至80±4℃,保持这个温度1~2小时,确保反应完全。
在没有湿气的存在下,用这种技术生产的预聚体,在室温下可贮存数月。
TDI体系的预聚体制备时通常在较低的温度,TDI在40~45℃,Terathane? 在其通常的贮存温度60~70℃较为合适。