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异氰酸酯催化剂原理

时间:2022-08-10 作者: 天元化工新材厂家  阅读人数:0

异氰酸酯催化剂原理

天元航材是一家生产销售端羟基聚丁二烯、四氢呋喃共聚醚等化工原材料厂家,端羟基聚丁二烯,是一种液体遥爪聚合物,具有透明度好、低温性能、加工性能好、粘度低、耐老化等的特性,可广泛应用于建筑材料、鞋业材料、橡胶制品、保温材料、涂料、胶粘剂、橡胶等多个领域。通过端羟基聚丁二烯与不同类型的二异氰酸酯反应所得液体遥爪聚合物,端异氰酸酯基聚丁二烯,是端羟基聚丁二烯的衍生物,那么,什么是异氰酸酯?以及异氰酸酯催化反应机理是怎么样的?

异氰酸酯

异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称,用于家电、汽车、建筑、鞋业、家具、胶粘剂等行业。若以异氰酸酯基团的数量分类,可分为单异氰酸酯和二异氰酸酯及多异氰酸酯等。单体的异氰酸酯易挥发且有毒性,因此多将其制备为多聚体使用。由于脂肪族二异氰酸酯的聚异氰脲酸酯具有很好的热稳定性、耐候性以及耐介质性,其自聚反应被广泛的研究。二异氰酸酯类聚合物在各种聚氨酯类涂料和胶粘剂中有着其独特的优势而被广泛地使用。

异氰酸酯反应的催化机理

异氰酸酯与经基化合物反应的催化机理,异氰酸酯或经基化合物先与催化剂生成不稳定的络合物,然后发生反应,生成聚氨酯。但这种络合催化反应理论,目前也有几种说法,具体如下:

1、第一种:基于异氰酸酯受亲核的催化剂进攻,生成中间络合物,再与羟基化合物反应。

2、第二种:金属有机化合物的催化机理与叔胺类不同,是形成一种三元活化络合物。

3、第三种:羟基化合物与催化剂形成四节环活化络合物,再与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯。

在制备异氰酸酯类聚合物过程中的难点在于选择适合的催化剂的选择,目前使用的催化剂类型繁多,包括:季铵碱、季铵盐、金属盐、氢化物、氧化物等等。

催化剂对异氰酸酯反应活性的影响

催化剂能使其反应活性降低,反应速率加快,缩短反应时间,控制副反应。一般异氰酸酯对催化剂有催化活性高、选择性强的要求。常用的催化剂为有机叔胺类和有机金属化合物两大类,但经常使用的是有机叔胺类催化剂。一般,叔胺类催化剂对异氰酸酯与水的反应的催化效率大于对异氧酸酯与羟基反应的催化效率,而有机金属类催化剂对凝胶反应的催化效率更显著。

不同催化剂对异氰酸酯基团的活性不同,催化活性还与不同的反应物浓度、反应温度等条件有关,不同的催化剂对二异氰酸酯与聚醛多元醇反应化学差异较大。研究发现,催化剂的浓度增加,则反应速度加快;两种不同的催化剂复合起来,催化活性比单一催化剂的活性强得多。

采用催化剂合成的水性固化剂主要有如下特点:

1、靶向催化特定活性氢官能团与异氰酸酯反应,不产生其他副反应,解决固化剂储存期粘度不稳定、色泽逐渐发黄问题。

2、良好水分散性,基于异氰酸酯单体与亲水性单体接枝率更高原因。

3、漆膜通透性高,基于上述靶向催化的固化剂分子结构支链化原因。

4、显著提高漆膜光泽度、丰满度、耐刮擦、耐水、耐化学品性。基于靶向催化特性,赋予水性固化剂更多硬段基团和更高官能度。

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