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获得与聚氨酯涂料的反应

聚氨酯涂料 自从1937年奥托·拜耳和他的同事发明它们以来,它们已经取得了长足的进步. 这取决于低聚物和高分子材料的选择, 由于它们的多功能性,这些涂料被用于各种要求高的高性能应用. 它们可以是硬的或软的,灵活的或刚性的,耐化学药品,并提供良好的附着力.

聚氨酯性能及应用

  • 优异的防潮和耐腐蚀性能
  • 灵活的底漆和面漆
  • 耐候性(脂肪族多异氰酸酯和合适的耐用多元醇)
  • 抗酸雨和其他化学物质
  • 一个组件
  • 两个组件
  • 水性单组分烘烤饰面
  • 100%的固体
  • 粉末涂料
  • 水性环境固化双组分饰面

聚合和异氰酸酯预聚物组分包括一个或多个异氰酸酯预聚物组分和一个或多个含有羟基功能或其他活性氢基团的聚合或寡聚物组分. 异氰酸酯是 与功能反应 其中包括:

  • 羟基
  • 氨基
  • 亚氨基的
  • Ketimene
  • 羧基(形成CO2)
  • 聚氨酯
  • 尿素酶
  • Acetoacetylated树脂

外部耐候性涂料的活性氢通常是聚酯或丙烯酸聚合物中的脂肪族羟基. 醇和酚与异氰酸酯反应形成 聚氨酯.


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氨基甲酸乙酯的反应

在接下来的反应中,R1 和R2 是脂肪族还是芳香族.

r1 - r2 -脂肪族或芳香族配方-了解更多关于聚氨酯涂料

聚氨酯反应在较高的温度下是可逆的. 用于烘焙系统,例如使用封闭异氰酸酯的系统, 过高的烘烤温度会导致脆化, 颜色改变,湿度和耐腐蚀性降低.

一般来说,聚氨酯生成的反应速率顺序如下:

primary hydroxyl > secondary hydroxyl > tertiary hydroxyl. 逆反应速率是正反应速率的倒数. 例如,叔羟基的聚氨酯就相对不稳定.

一旦形成,脲烷可以进一步与异氰酸酯反应形成 脲基甲酸盐:

异丙酯配方-了解更多关于聚氨酯涂料的知识

异氰酸酯和多元醇的其他环境固化反应如下:

异氰酸酯多元醇-了解更多关于聚氨酯涂料

如上所示, 多元醇和异氰酸酯之间所需的交联反应形成聚氨酯涉及多个交联反应 竞争反应. 因为这个原因, 单组分多元醇和第二组分异氰酸酯的双组分配方通常用 10%或更多的化学计量过量 异氰酸酯以克服与水分和其他可能的反应物的竞争反应.

聚氨酯催化剂

催化剂 聚氨酯包括锡基羧酸酯,如二月桂酸二丁基锡, 二丁基锡或叔胺,如DABCO [N2(C2H4)3]. 对于毒性问题, 也有基于新十酸铋的无锡催化剂, 2-乙基己酸铋或其他金属羧酸盐.

异氰酸酯和多异氰酸酯

有很多 脂肪族和芳香族多异氰酸酯 可用在常温下固化的双组份溶剂生, 100%固体液体或粉末, 以及水性涂料. 了异氰酸酯 是否用于单组分焙烤涂料,因为它们在高温下解堵,激活异氰酸酯基团. 反应顺序是先解堵,再加成. 由芳香异氰酸酯形成的聚氨酯由于光稳定性差,主要用于底漆和室内涂料, 但具有优异的耐湿性和耐腐蚀性.

常见的脂肪族和芳香族多异氰酸酯构建块包括:

聚异氰酸酯砌块配方——了解更多聚氨酯涂料

HDI和IPDI用于合成高分子量的异氰酸酯预聚体,其中可能包括异氰酸酯, Allophanates和uredione改善卫生, 处理和风化性能.

异氰酸酯可以堵塞形成一种稳定的材料,用作单组分聚氨酯涂料中的交联剂. 了异氰酸酯 广泛用于粉末, 用于卷材底漆的水性和高固体烘烤漆, 汽车涂料和电沉积涂料. 常用的阻断剂包括2-乙基己醇, e-caprolactone, 甲基乙酮肟和2-丁氧基乙醇. 当与多元醇混合时, 阻塞的异氰酸酯在达到解阻塞温度之前是稳定的,然后消除阻塞剂,与多元醇反应形成聚氨酯.

水性双组分聚氨酯 涂料可以用水分散异氰酸酯制成. 基于水分散IPDI或HDI的异氰酸酯在市场上可以买到,是由部分异氰酸酯基与聚乙二醇单醚反应而成. 然后将多异氰酸酯添加到包含多元醇的单独分散体中,形成交联并形成膜的单独分散粒子.

Iso-free技术

基于异氰酸酯的技术受到了越来越多的审查,因为接触异氰酸酯会导致哮喘和其他呼吸系统问题. 职业性哮喘已超过石棉肺,成为新发与工作有关的肺部疾病的主要原因. 无异福尔酮技术 提供聚氨酯成型,不暴露于自由异氰酸酯. 在过去的几年里 isofree已经出现了不利用异氰酸酯交联剂形成聚氨酯从而消除异氰酸酯暴露的技术. 采用Isofree 2K技术 聚碳酸酯和聚醛 例如,包括提高喷雾罐寿命和快速固化和早期硬度. 不使用异氰酸酯交联剂形成聚氨酯的技术如下:

  1. 六甲氧基甲基三聚氰胺+聚碳酸酯→聚氨酯
聚氨酯配方-了解更多关于聚氨酯涂料的知识
  1. 聚碳酸酯+聚胺→聚氨酯
聚氨酯配方-了解更多关于聚氨酯涂料的知识
  1. 聚氨基甲酸酯+聚醛→聚氨酯
聚氨酯配方-了解更多关于聚氨酯涂料的知识

反应1和反应2中聚氨酯的形成在室温下是缓慢的, 而3号的反应速率利用了 聚碳酸酯与聚醛的交联反应 更容易理解. 通过这种反应路线形成的聚氨酯提供了更长的喷雾罐寿命,同时在应用后比使用异氰酸酯交联剂提供了更快的反应速率.

来源:

探勘者 知识中心 而且 搜索引擎

聚氨酯. (2017). 基本化学工业-在线.

马亨德拉,Vidhura. (2016). 用松木树脂制造泡沫. 10.13140/RG.2.1.2065.0004.

Wikepedia. 聚氨酯.

John Argyropoulos, Nahrain Kamber, David Pierce, Paul Popa, Yanxiang Li和Paul Foley. 陶氏 无异氰酸酯聚氨酯涂料。基本化学和性能属性欧洲涂料大会,2015年4月21日.

芝诺W. 威克斯小.弗兰克·N. 琼斯,苏格拉底彼得帕帕斯,道格拉斯A. 威克斯. (2007). 有机涂料:科学与技术,第三版.

威利,琼斯.al. (2017)有机涂料,科学与技术,第三版.

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