用溶液聚合法合成了五種不同聚氨酯、聚脲的擴鏈劑，軟段為胺端基聚環(huán)氧丙烷的聚脲氨酯和聚脲。用凝膠滲透色譜，差熱分析，應力—應變，廣角X射線(xiàn)衍射等手段，討論了不同類(lèi)型聚氨酯、聚脲的擴鏈劑對聚合物分子量，熱性質(zhì)，力學(xué)性質(zhì)及聚合物形態(tài)的影響。

JoginderN等提出了制備水性聚氨酯的半連續法工藝，聚氨酯、聚脲的擴鏈劑合成了性能優(yōu)異的聚氨酯聚脲。其工藝過(guò)程為:先在分批反應罐中得到含離子的端異氰酸酯預聚物，或先制得端異氰酸酯預聚物，然后在分批反應罐中加入中和劑得到離子化的預聚物。

在連續反應罐中加入水，乳化分散得到30~1，000nm的粒子。在形成離子聚合物后加入制備聚氨酯用擴鏈劑，繼續攪拌得到最終的聚合物。發(fā)現制備的乳液其成膜性能優(yōu)異。

合成中，第一個(gè)階段是連續的分批反應器中合成預聚物，在預聚物合成工藝中控制最佳溫度區域在50e~150e。

第二個(gè)階段是在反應罐中得到離子型聚氨酯，其中和度至少為90%。

第三階段是三個(gè)分批的預聚物反應罐輸送離子型聚氨酯到一個(gè)連續反應器中。在連續反應器的第一區域中進(jìn)行水分散工藝，然后在第二區域中反應得到聚氨酯-聚脲，最后流入第三區域，讓制備聚氨酯用擴鏈劑進(jìn)行擴鏈反應。

分批反應器和連續反應器結合使用，彌補了間歇式工藝的缺點(diǎn)，能很好的控制加料速度和反應時(shí)間，也容易調節黏度與溫度。對合成多組分的混合乳液時(shí)有一定的優(yōu)勢。

反應設備較多，操作復雜，還需進(jìn)一步改善工藝，以提高其應用范圍。

3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷性能說(shuō)明

本品所含氨基,可以與異氰

酸酯進(jìn)行化學(xué)反應,生成聚脲類(lèi)產(chǎn)品(彈性體制品等)

本品不溶于水,易溶于苯、氯苯、丙酮、乙醇等有機溶劑.

本品所含氨基易于氧化,儲藏時(shí)應避免與空氣、氧氣、陽(yáng)光接觸,否則易導致產(chǎn)品色澤加深.

本品與固體MOCA相比,對人體安全性好.

3-氯-3’-乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷主要用途

主要用作TDI系列聚氨酯-聚脲彈性體制品的擴鏈劑/固化劑。特別是在澆注彈性體的制備中有著(zhù)廣泛的使用。本品可以作為聚氨酯涂料、膠粘劑、密封劑、微孔彈性體、聚脲噴涂材料等的固化劑使用。本品也是環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)良固化劑.

自上世紀80年代末以來(lái)，推出一系列專(zhuān)利，研究連續工藝制備水分散聚氨酯體系的方法。

連續法工藝過(guò)程包括:(1)聚合物二醇、親水擴鏈劑、二異氰酸酯合成預聚物。對于體系是否添加催化劑，以及溫度和原料配比等一系列有關(guān)預聚體合成工藝技術(shù)和相關(guān)參數在相關(guān)文獻中報道過(guò)。(2)加入成鹽劑三乙胺混合，混合后的離子型預聚物動(dòng)態(tài)地加入到有二胺的去離子水中，劇烈攪拌促進(jìn)擴鏈反應進(jìn)行，進(jìn)一步提高分子量。(3)除去少量溶劑得到成品。

在合成中分靜態(tài)混合和動(dòng)態(tài)混合兩種方式。靜態(tài)混合是為了粘性層流的預聚物和無(wú)粘性細小的三乙胺層流提供介質(zhì)場(chǎng)所。

動(dòng)態(tài)混合則是使乳化工藝便于乳化穩定，對產(chǎn)品最終的穩定性有很大影響。所選靜態(tài)混合器關(guān)鍵在于得到良好層流混合，如SMX型靜態(tài)混合器。

后一步的動(dòng)態(tài)分散擴鏈作用則在轉子/定子型混合器中進(jìn)行，如OakesMixersModel2MH1A系列混合器，其工藝參數為總體積為0.1L，轉速為2000rmp。研究發(fā)現，預聚物在水中分散的滯留時(shí)間越短，穩定性越好。

從乳液穩定性能測試發(fā)現如果滯留時(shí)間超過(guò)2s，就需要很大的操作設備和更多的能量才能到達一定的穩定性。這可能是因為乳液顆粒中心形成的時(shí)間與穩定性有很大的關(guān)系。

用連續法制備了聚氨酯-脲水分散液，主要分為兩步。首先合成端異氰酸酯預聚物，混合中采用低剪切速率的轉子/定子型動(dòng)態(tài)混合器。

然后用制備聚氨酯用擴鏈劑二胺進(jìn)行擴鏈，采用動(dòng)態(tài)混合攪拌使乳化和擴鏈同步進(jìn)行，專(zhuān)利對動(dòng)態(tài)攪拌器的參數設置也做了一個(gè)詳細的分析。對于中和步驟，可以采用先中和后分散或者先分散后中和法。其溫度最佳為50e~70e，以免副反應發(fā)生。

連續法工藝特點(diǎn):

(1)連續法工藝的中和過(guò)程和分散過(guò)程在連續的方式中進(jìn)行,節約能耗,生產(chǎn)效率較高,質(zhì)量穩定,適于較大規模生產(chǎn)。

(2)在最終成品中加入各種助劑也比較容易控制,綜合性能比較好。并且在合成中方便加入其它分散液共混,如多乙酸乙烯酯,環(huán)氧樹(shù)脂,聚苯乙烯等。

文章版權：張家港雅瑞化工有限公司

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