封闭性异氰酸酯的研究.doc

异氰酸酯封闭及其解封闭反应的研究封闭型异氰酸酯是指—NCO基团被一种不能在较低温度下进行脱封反应的封闭剂封闭的化合物。这种封闭反应在一定条件下是一可逆反应,在实际应用时主要分为3个方面:第一,封闭型异氰酸酯的预聚体,可作为主要成膜物之一,并可与其他成膜物交联;第二,把封闭型异氰酸酯基团引入到其他树脂中,直接作为成膜物,并可交联;第三,封闭型异氰酸酯作为成膜树脂的交联固化剂或其他助剂。在最近的20年里,对封闭型异氰酸酯的使用急剧增加。封闭型异氰酸酯在单组分涂料中得到广泛的应用,如用封闭异氰酸酯制成的电绝缘漆具有良好的电绝缘性、耐水性、耐溶剂性以及良好的机械性能;封闭型异氰酸酯还在粉末涂料中有重要的应用价值,一些新的封闭剂已经商品化并且开发了一些新的用途;封闭型异氰酸酯应用于粘合剂中可增加其稳定性与储存期,它主要应用于合成纤维织物与橡胶的粘接。另外,封闭异氰酸酯还广泛应用于水性涂料中,包括水溶性涂料、水分散性涂料和水性固化剂等。总之,封闭异氰酸酯的应用愈来愈广泛。因此,研究反应温度、溶剂、反应时间等对封闭反应的影响以及不同封闭剂结构及催化剂含量对解封温度的影响都很有实际意义。   1实验部分      环己酮,丁酮,二甲苯,乙二醇丁醚,异辛醇及苯酚,均为分析纯,中国医药集团上海化学试剂公司;甲苯二异氰酸酯(TDI)、二月桂酸二丁基锡,工业级,无锡惠利树脂厂;对氯苯酚,工业级,海门市宝龙化工有限公司。      在250mL四口烧瓶中加入TDI和溶剂,在45℃下滴人封闭剂,NCO/OH为1:,2h滴完,,直至红外检测发现异氰酸根消失,结束反应。      产物用溶剂稀释后涂覆于KBr压片表面,用FTIR扫描,分析谱图表征封闭结果。      用梅特勒一托利公司生产的822e型差示扫描量热仪测定产物的解封温度。氮气流量200mL/min,升温速度20℃/min。   2结果与讨论         室温下以丁酮为溶剂,将苯酚滴人TDI中,控制滴加速度,在45℃,,继续反应至用红外检测异氰酸根消失为止。反应温度对异氰酸酯封闭反应的影响见表1。   从表1中可看出,体系温度对异氰酸根的封闭有很大的促进作用,温度太低封闭所需的时间比较长甚至不能封闭,升高体系温度可以加速异氰酸根的封闭。   为了能使体系有效散热防止局部过热产生凝胶化,本实验选用丁酮作为溶剂,利用其回流控制反应温度。℃,虽然实验发现100℃下反应时间最短,但由于远大于溶剂沸点,因此温度控制比较困难。综合考虑反应时间及温度控制,最终选取90℃作为反应温度。       室温下以丁酮为溶剂,将苯酚滴人TDI中,控制滴加速度,在45℃,℃,恒温反应,,直至异氰酸酯的特征峰消失。苯酚封闭异氰酸酯的红外光谱见图1。   图1中由下至上的红外曲线分别为苯酚封闭TDI反应进行至1h,2h,3h时所测得的红外谱图。    异氰酸根的特征峰为2250cm-1,从图中可看出:当反应进