水溶性封闭型异氰酸酯单体的制备及其应用

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1、水溶性封闭型异氰酸酯单体的制备及其应用摘要研究水溶性封闭型异氰酸酯技术对于促进单组分胶粘剂开发利用具有重要意义，消除了因残余异氰酸酯单体而造成的毒害。在众多异氰酸酯封闭剂中，亚硫酸氢盐类的解封闭温度最低，物美价廉，不存在污染问题。本文采用亚硫酸氢钠作为封端剂，对脂肪族二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)和HDI(六亚甲基二异氰酸酯)进行．NCO基团的封闭。并进一步探索了亚硫酸氢钠封闭IPDI和HDI合成的具体工艺配比条件以及各因素对封闭反应的影响。通过对投料方式、复合溶剂、封闭温度、封闭时间、溶剂的用量、NaHS03／NCO的摩尔比以及NaHS0

2、3的初期反应浓度等因素逐一考察分析，全面系统地研究了亚硫酸氢钠封闭二异氰酸酯的封闭效率和稳定性，并优化了最佳工艺配方。采用热失重分析TGA法和差示扫描量热分析(DSC)法分别研究了水溶性封闭型异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的热分解过程和解封闭反应过程。利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)考察了谱图中不同温度下的异氰酸酯特征峰及解封过程；结果表明失重阶段即为此封闭异氰酸酯的解封闭反应。用Friedman．Reich．Levi(FRL)和Flynn．Wall．Ozawa(FWO)两种动力学模型研究了解封反应的表观活化能E，确定了反应级数n和指前因子对数I

3、nA的范围。采用双等双步法对解封热分解过程进行表观机理函数判断，结果符合Jander方程，反应机理为三维扩散。本文在确定IPDI合成产物的解封温度条件下，研究水溶性封闭型IPDI单体在水性聚氨酯及丙烯酸酯乳液胶粘剂中的改性应用情况。结果表明，采用水溶性封闭型IPDI单体作为固化剂改性所得到的水性单组分胶粘剂具有较好的胶粘效果和较长的贮存稳定期。关键词：亚硫酸氢钠；封闭二异氰酸酯；解封；水溶性；动力学；热稳定性IVSynthesisandApplicationofTheWater-SolubleBlockedIsocyanateMonomerAbstr

4、actThewater-solubleblockedisocyanateblockingtechnologyiSofgreatsignificanttothefurtherdevelopmentandapplicationofthesinglecomponentadhesives．DuetotheadvantagesoflOWunblockingtemperature，IOWcostandalmostnopollution．Theblockingagentofsodiumbisulfateisappliedtoblockthe—NCOgroupsof

5、isophoronediisocyanate(IPDI)andhexamethylenediisocyanate(HDI)．BasedontheworksontheIPDI／HDlwithsodiumbisulfate，italsowelldiscussedtheblockingtechnologyofIPDI／HDlwithsodiumbisulfateandtheeffectsofeachtechnologicalparametersontheblockingreaction．Afterevaluatedtheeffectsofeachkeypa

6、rameterontheblockingpercentagesandstabilitiesofeachreactants，thebestblockingtechnologyforIPDI／HDlwasoptimized．Thekeyparametersevaluatedwerechargingmethod，combinedsolvent，blockingtimeandtemperature，contentofsolvent，NaHS03／NCOmoleratio，andinitialNariS03concentration．Thethermaldec

7、ompositionprocessanddeblockingreactionofwater—solublebloekedi'sophoronediisocyanate(IPDI)wasstudiedbyThermalGravimetrieAnalysis(TGA)andDifferentialScanningCalorimetry(DSC)analysis．ThecharacteristicpeaksoftheisocyanantegroupsatthedifferenttemperaturewereobservedbyFouriertransfor

8、minfraredspectroscopy(FTIR)．TheresultsoftheTGAandtheFT