涂料技术
研究聚氨酯涂料用聚异氰酸酯固化剂

图3
TDI/HDI共聚物由TDI和HDI加成所得,其结构式如图4所示。

图4
2.1.2基于HDI的聚异氰酸酯
目前市场上基于HDI的聚异氰酸酯主要有HDI三聚体和HDI缩二脲。HDI三聚体主要是由HDI单体聚合而成,根据聚合度的不同,可以制得不同的产品,主要的差异在于官能度、黏度和NCO含量的不同。HDI单体聚合度越大,其三聚体的官能度就越高,黏度也越高,但是NCO含量就越低,反之亦然。
HDI三聚体的结构式如图5所示。
图5
HDI单体到HDI三聚体过程中的HDI加成物分布示意图如图6所示。

图6

图7
另外,还有一些HDI预聚物市场化产品,但是它们的应用没有缩二脲和三聚体广泛,在此不再详细介绍。
2.1.3基于IPDI、H12MDI和MDI的聚异氰酸酯
基于IPDI的市场化产品有IPDI三聚体和预聚物,这些产品的玻璃化温度很高,而且耐候性和耐化学性能突出,大多用于提高体系,比如汽车修补漆等的干燥速度。基于MDI的市场化产品主要是预聚物,主要用于底漆和对弹性要求比较高的领域。市场上还没有基于H12MDI的聚异氰酸酯,大部分的H12MDI用于制备PUD和弹性体。
3·水可分散型聚异氰酸酯固化剂
3.1类型
目前,水可分散型聚异氰酸酯固化剂有两种类型:第一种,疏水性特别是低黏度的多异氰酸酯,如用于常规双组分聚氨酯涂料的多异氰酸酯;第二种,改性的亲水自乳化多异氰酸酯。
目前市场上有基于HDI和IPDI的这两种固化剂。
3.2性能
低黏度疏水性多异氰酸酯必须配用合适的有机共溶剂,并在高剪切力(如使用搅拌或分散设备)下,才能掺入水分散体中。而改性的亲水多异氰酸酯借助简单的手动搅拌,即可获得不含共溶剂的基料与交联剂的均匀混合物。
脂肪族或脂环族多异氰酸酯(如HDI或IPDI三聚体),与不足量的单官能度聚环氧乙烷聚醚醇简单反应,生成含有聚醚氨基甲酸酯非离子型乳化剂的多异氰酸酯混合物。这样,改性的亲水多异氰酸酯易于用手动搅拌乳化于水中,而不需施加高剪切力。该类可水乳化的多异氰酸酯(例如“Bayhydur3100”,“Bayhydur401-70”)现已确定为大多数水性涂料和胶黏剂用的标准交联剂。