论文部分内容阅读
甲苯二异氰酸酯(TDI)三聚体具有高热稳定性、耐腐蚀性、快固化、高硬度等优异的性能作为聚氨酯固化剂而广泛应用在涂料工业中。但目前TDI三聚体存在游离单体含量高、与羟基树脂相容性差等缺点。因此,本文对TDI三聚体的合成工艺进行探讨,对TDI三聚产物组成进行分析表征。研究主要包括以下几个方面：1.探讨TDI三聚体的传统合成工艺：选用DMP-30作为催化剂,当其用量为TDI用量的0.5wt%,配制成醋酸丁酯溶液并采用滴加的方式加入,有利于控制反应快速而稳定的进行；控制反应温度在70-80℃之间较佳；采用TDI一次性投料,醋酸丁酯溶剂分批投料的方式有利于降低游离单体含量；阻聚剂用量与催化剂用量为1：1时,起到很好的贮存稳定性作用；改性剂丁醇的用量在NCO/OH摩尔比为15：1与10：1之间时,可以得到相容性较好的TDI三聚产物,但仍然离预定的目标值较远。2.采用新型催化剂合成高性能TDI三聚体：使用双酚A、甲醛和二甲胺通过Mannich反应自制出具有快速和高效的优点的新型催化剂；研究不同改性醇及其用量的实验结果表明,十二醇能大幅地提高TDI三聚体的二甲苯容忍度,其最佳加入量为NCO/OH=14:1-12:1;结合化学滴定法、红外光谱法(FTIR)、气相色谱法(GC)、凝胶渗透色谱(GPC)和质谱(MS)等分析方法,讨论了催化剂、反应温度和时间、改性剂对TDI三聚体固化剂结构组成的影响。通过工艺的改进得到了优化的TDI三聚体,通过分析表征得到产品的游离TDI为0.94%,-NCO质量分数为7.21%,二甲苯容忍度为6.4。3.对利用含叔胺基和羟基的Mannich碱催化剂进行TDI三聚反应的催化机理进行讨论,通过气相色谱和凝胶渗透色谱讨论了TDI三聚反应的优化控制。