松香直接改性低游离TDI多异氰酸酯预聚物.doc

松香直接改性低游离TDI多异***酸酯预聚物
发布时间:2009-9-28 14:32:34
      作者:方旭升(北方涂料工业研究设计院,兰州730020)
      摘要:松香可以通过其分子上的—COOH 与TDI 分子上的—NCO 的反应接枝到多元醇/TDI 多异***酸酯预聚物分子链上,这种以松香直接改性的预聚物成本较低,涂刷性优良,并且游离TDI 含量较低。文中对其反应原理、配方设计、工艺特点、产品技术指标、应用性能等进行了探讨。
      关键词:松香;多异***酸酯;预聚物;游离TDI
1 引言
      多元醇/TDI 多异***酸酯预聚物(以下简记为“预聚物”)是广泛应用于聚氨酯(PU)涂料中的产品,一般用作—NCO/—OH 型2KPU 涂料的固化剂或者单独作为湿固化聚氨酯(MCPU)涂料的基料。为了制造一种成本较低、刷涂性优良、漆膜性能良好的经济型PU漆,往往考虑把松香作为PU 涂料树脂原料应用的技术途径。众所周知,以松香改性醇酸树脂作为预聚物的多元醇母体,制造S685 PU 漆的固化剂就是如此,但通过这种途径不能获得低游离TDI (以下简记为“f-TDI”)的预聚物产品[1],笔者在另文中探讨了以松香酯树脂改性预聚物的技术途径[2],这种办法虽可以制造符合上述要求的预聚物,但首先以多元醇与松香制造松香酯树脂的工艺就是一个耗能且有污染气体排放的过程,有其不合理之处。直接把松香并入2KPU 羟基组分的应用是可行的[3],但这不涉及预聚物组分。
      那么,可不可以用松香直接改性预聚物呢?松香是一种稠环脂环基一元叔碳羧酸,其基本成分为树脂酸及其几种异构体,它们脂环基的结构(如脂环上的双键分布)有所区别,但都是单元叔碳羧酸。松香的代表性成分树脂酸的结构见图1。从异***酸酯的基本性质可1 引言多元醇/TDI 多异***酸酯预聚物(以下简记为“预聚物”)是广泛应用于聚氨酯(PU)涂料中的产品,一般用作—NCO/—OH 型2KPU 涂料的固化剂或者单独作为湿固化聚氨酯(MCPU)涂料的基料。为了制造一种成本较低、刷涂性优良、漆膜性能良好的经济型PU漆,往往考虑把松香作为PU 涂料树脂原料应用的技术途径。众所周知,以松香改性醇酸树脂作为预聚物的多元醇母体,制造S685 PU 漆的固化剂就是如此,但通过这种途径不能获得低游离TDI (以下简记为“f-TDI”)的预聚物产品[1],笔者在另文中探讨了以松香酯树脂改性预聚物的技术途径[2],这种办法虽可以制造符合上述要求的预聚物,但首先以多元醇与松香制造松香酯树脂的工艺就是一个耗能且有污染气体排放的过程,有其不合理之处。直接把松香并入2KPU 羟基组分的应用是可行的[3],但这不涉及预聚物组分。
      那么,可不可以用松香直接改性预聚物呢?松香是一种稠环脂环基一元叔碳羧酸,其基本成分为树脂酸及其几种异构体,它们脂环基的结构(如脂环上的双键分布)有所区别,但都是单元叔碳羧酸。松香的代表性成分树脂酸的结构见图1。从异***酸酯的基本性质可知,—NCO 是可以与—COOH 反应的,其结果形成酰***键,并放出CO2[4, 5]。—NCO 与—OH、—COOH 的反应式如下:
R—NCO + R′OH → R—NH—CO—OR′
R—NCO + R′COOH → R—NH—CO—R′+ CO2↑