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1、聚氨酯工业2007年第22卷第6期POLYURETHANEINDUSTRY2007.Vo1.22No.6·32··技术交流·MDI浇注型聚氨酯弹性体的加工特性庞坤玮黎艳飞区志敏吴贻清(广州华南理工大学华工百川科技有限公司510640)摘要:介绍了MDI浇注型聚氨酯弹性体(MDI2CPUE)的聚合反应特点和3种加工方法的特点及物性。讨论了预聚物法硬段含量对MDI2CPUE物性的影响,随着体系中硬段含量的增加,MDI2CPUE的硬度、模量、撕裂强度、拉伸强度依次提高,伸长率和回弹降低。关键词:MDI;聚氨酯弹性体;加工方法二苯基甲烷二异氰酸
2、酯(MDI)是合成聚氨酯点作了比较,绘出了100℃时2种聚合物体系(邵D(PU)材料的主要原料之一,1959年进入我国市硬度为50)未反应异氰酸酯的浓度与时间的关系[1]场,1984年它的消耗量已超过毒性较大的甲苯二图,如图1。结果表明,2种聚合物体系硫化后的弹[2]异氰酸酯(TDI)。近年来,由于世界PU市场需求性体硬度相似,斜率差别(相对反应速度)约为:MDI强劲,使得MDI的产品和产能迅速增长,以MDI为聚合物/TDI聚合物为1/5,也就是说,MDI体系相对原料的产品几乎渗入到PU领域的各个方面,如泡分子质量的增长速度比TDI体系
3、慢得多,MDI聚合沫、微孔弹性体、粘合剂、热塑胶、弹性体、弹性纤维、物“生胶态”时间远远长于TDI2MOCA体系,即MDI喷涂材料等。由于MDI浇注型聚氨酯弹性体(MDI2体系脱模所需时间较TDI体系长。CPUE)既具有很好的综合性能又能满足环保的需求,已被广泛用于制备胶辊、胶轮、传动带、密封制品等材料。1MDI2CPUE聚合反应特点1.1MDI聚合物的反应活性及相对速度MDI和TDI同属芳香族二异氰酸酯,两个NCO基团之间都能相互发生诱导效应,即第一个NCO基团参加反应时,另一个NCO基团起吸电子取代基的1—TDI/PTMEG/MOC
4、A;2—MDI/PTMEG/BDO作用,使反应活性增加。MDI和TDI的区别在于图1100℃相对反应速度MDI的两个NCO基团相距较远,且周围无取代基,1.2MDI聚合物的相对粘度故MDI分子上两个NCO的活性都较大,而TDI分MDI/BDO体系与TDI/MOCA体系(邵D硬度子结构存在位阻效应使反应速度受到影响,故MDI为50)相比,反应过程中粘度增加较快。这2种聚[2]型PU预聚体的反应活性比TDI型PU预聚体大,合物体系的粘度与时间关系是MDI体系粘度增长MDI体系多用小分子二元醇扩链,而TDI体系多用较TDI体系快,“釜中寿命”
5、(可操作性)较TDI体系[3]短[4],因此,MDI体系浇注大型复杂制品的能力低小分子二元胺扩链。BrizzolaraDF等人就MDI/聚四亚甲基醚二醇/1,42丁二醇(MDI/PTMEG/于TDI体系。BDO)与TDI/聚四亚甲基醚二醇/3,3′2二氯24,4′2二2加工方法氨基二苯甲烷(TDI/PTMEG/MOCA)体系的反应特合成PUE通常有预聚物法、半预聚物法和一步第6期庞坤玮等·MDI浇注型聚氨酯弹性体的加工特性·33·[1]法等3种方法。法。该方法制得的半预聚物粘度低,可使扩链剂组2.1预聚物法分与半预聚物的粘度和混合比例相
6、匹配,适用于预聚物法是将全部低聚物多元醇和二异氰酸酯MDI2CPUE制品的生产。在一定条件下合成预聚物(A组分),预聚物与扩链2.3一步法剂(B组分)混合浇注而成型的方法。预聚物法中一步法是将多异氰酸酯作为B组分,低聚物多游离的NCO含量较低,由于TDI蒸气压高,易挥发,元醇、扩链剂和催化剂等混合成A组分,A、B组分毒性较大,TDI2CPUE制品大都采用此法生产。但混合浇注、反应成型的方法。一步法工艺主要用于MDI体系预聚物粘度较高,与小分子扩链剂的粘度低模量CPUE的生产。及用量相差较大,不易混均匀,故MDI体系多采用2.43种加工方
7、法的特点半预聚物法合成。MDI常温下为固体,贮存稳定性差,在使用时反2.2半预聚物法复加热融化易使MDI2CPUE性能下降,故常采用易半预聚物法即将部分低聚物多元醇与MDI反于加工的液化MDI,如烟台万华生产的MDI2100LL应生成一种高NCO含量的半预聚物(A组分),将所制备MDI2CPUE。现以MDI/PTMEG/BDO弹性体为余的低聚物多元醇与小分子扩链剂混合、脱水为扩例(NCO/OH摩尔比为1.05),比较3种加工方法的链剂组分(B组分),A、B组分混合浇注成型的方特点,结果见表1。表1MDI2PUE体系3种加工方法的特点比较
8、加工方法预聚体法半预聚体法一步法A组分NCO质量分数/%8.118.229.0A、B组分摩尔比13.1/1.01.0/1.01.0/2.1A、B组分加工温度/℃80/2560/6025/50A、B组分加工粘
