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脂肪族和脂環族異氰酸酯

脂肪族和脂環族異氰酸酯高效三聚催化劑

聚氨酯具有优异的物理机械性能和耐化学稳定性,广泛用于泡沫、涂料、弹性体、黏合剂、皮革等领域,然而也存在耐热性差、软化温度和分解温度低等缺陷,限制了它在某些领域中的应用。后来人们发现芳香族或脂肪族异氰酸酯均能在加热下自加成三聚为异氰脲酸酯。因异氰脲酸酯环具有强吸电子效应,导致分子中 NCO 的 C=N 键的极性增加,从而使其反应活性增加,与羟基反应可交联固化成膜,固化产物的交联度在适当范围内增大时其硬度增高、附着性增强。

含有異氰脲酸酯環的聚氨酯制品具有以下特點:

①因異氰脲酸酯環有較高的耐輻射性,制得的高聚物材料對輻射具有高的防護性能。

②具有良好的耐腐蝕性能和抗黃變性能。

③異氰脲酸環不含活潑氫原子,從而不會形成氫鍵,因而含有異氰脲酸酯的異氰酸酯黏度低,固含量高。

④異氰脲酸酯環很穩定,所以存放時間較長,且具有較好的耐熱性。

⑤由于異氰脲酸酯環含有阻燃性的氮元素,故用其制成的材料具有阻燃性。

因此,異氰酸酯三聚體受到人們高度關注,在塗料、黏合劑、密封膠,彈性體、泡沫塑料等領域得到應用,在紡織品、造紙、油墨等領域也有應用的報道。

国外从20世纪70年代开始工业化生产含异氰酸酯三聚体的异氰酸酯,已形成系列化产品,其中较著名的厂商有 HULS 公司、Bayer 公司、SAPICI 公司等。

但是脂肪族和脂環族異氰酸酯由于本身活性较低,所以在实际生产中脂肪族和脂環族異氰酸酯的三聚体的制备时需要加入合适的催化劑进行催化。与常规的TDI三聚体制备不同,常规的叔胺催化劑如DMP-30对脂肪族和脂環族異氰酸酯的三聚催化效果很小,常规的钾类金属盐催化劑对脂肪族和脂環族異氰酸酯有一定的三聚效果,但还达不到实际生产要求。对此,华东理工大学的宋春梅以醋酸钾(Polycat 46)作催化劑,在一定温度下,合成了IPDI三聚体,并与2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)比较,结果如下表:

C1-C4爲醋酸鉀,S1-S3爲DMP-30

 

由上表数据可以看出,DMP-30对IPDI 三聚催化效果不明显,醋酸钾对IPDI 三聚催化有效果,但其转化率不高。

针对此种情况,番茄社区ios下载化学经过多年开发了一种新型三聚催化劑NT CAT P200可以有效的对脂肪族和脂環族異氰酸酯进行三聚,以IPDI为例做对比实验:

取710 g的IPDI单体1升四口烧瓶中机械搅拌。通氮气保护下快速搅拌,并将反应器加热至85℃。分别加入催化劑NT CAT P200,保持温度,继续搅拌两个小时,通过FTIR分析的样品表明转化率为57%。加入磷酸使催化劑失活,得到700g基本无色的反应产物。得到产物粘度为2200 mPa.s(25℃),NCO%指数为28.6。添加84.7g IPDI单体将产物稀释,最终稀释产物的粘度为730mPa.s(25℃)。通过GPC测定的低聚物分布为:三聚体为78.3%;五聚体为16.4%;七聚体和更高的低聚物为5.3%。

实验结果表明:NT CAT P200催化劑不但有较高的反应活性,而且有较好的选择性,且在降低产物的黏度、颜色、气味等方面也有很大的优异性。技术支持電話:吴经理18301903156

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