用于聚氨酯弹性体的扩链剂比较多,通常分为二元胺和二元醇两类。扩链剂是浇注型聚氨酯体系预具体固化剂,在热塑性聚氨酯,RIM聚氨酯等一步法工艺中也可使用扩链剂,一增加弹性体的硬度和强度。
(1)二胺类扩链剂 浇注型聚氨酯弹性体工艺中普遍使用二胺扩链剂。芳香族二胺的反应活性比脂肪族二胺的低得多,使得浇注工艺具有良好的可操作性。浇注型聚氨酯中常用的·用量最大的是3,3′-二氯-4,4′-二苯基甲烷二胺(亚甲基双邻氯苯胺,MOCA,国外又称MBCA和MBOCA)。由于MOCA分子中含有含有两个苯环,并且生成的脲基具有较强的机性,这些因素在很大程度上赋予弹性体较高的强度。MOCA能很好地与TDI型预集体配合。MOCA常温下是固体,需100-110度熔化,一般用于弹性体热浇注工艺。曾有不少二胺类化合肥被开发,但综合性能及价格上与MOCA有差距。
国内外已开发出二乙基甲苯二胺(DETDA) 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)等液体芳香族二胺扩链剂。DMTDA与预集体的扩链反应速度比DMTDA低5-9倍,可用于浇注弹性体体系,20度下的粘度为700mPa.·s,加工工艺性能及弹性体性能都可与MOCA媲美。
(2)醇类扩链剂和交联剂 二元醇扩链剂品种有乙二醇,丙二醇,1,4-丁二醇 1,4-二(2羟乙基)对苯二酚【又称对苯二酚二羟乙基醚,双(-羟乙基)醚氢醌,简称HQEE】,2-甲基-1,3-丙二醇(β-MPD),N,N-二(-羟丙基)苯胺(BHPA)等。聚氧乙烯苯氨醚二醇可用于MDI系浇注弹性体的扩链剂。
二醇扩链剂多用于TPU及其他弹性体的扩链剂,在TDI浇注型弹性体体系这很少应用,原因是弹性体性能差。采用芳香族二醇(如HQEE)在一定程度上可比脂肪族二醇提高强度,但HQEE价格昂贵,并且HQEE是较高熔点的固体,需加热预熔化,影响了它的广泛应用。间苯二酚-双(β,-羟乙基)醚(HER)与HQEE是同分异构体。当用HRE代替1,4-BD作扩链剂时,弹性体的耐热性能提高,与HQEE相比可降低加工温度并延长操作时间,制品收缩率较低。
有时,为了增加弹性体的交联密度,提高弹性体的回弹性和奶膨润性,常常配用少量的三元醇,如三羟甲基丙烷(TMP),三异丙醇胺(TIPA)和丙三醇等交联剂。
为了改进某些性能与加工工艺,可使用混合型扩链剂。例如可把胺类与醇类扩链剂配合,将双管能度看扩链剂与多官能度交联剂配合。据报道,国外新开发的耐溶剂弹性体就采用了TMP-TIPA混合扩链交联剂。几种常见的扩链剂的物性见表5-3
表5-3 几种扩链剂的物性
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