紫外光硫化体系,DuPont Terathane

紫外光硫化体系

一般的预聚物可通过与羟乙基丙烯酸酯反应而实现丙烯酸化,所有的NCO端基均可变为丙烯酸端基。将紫外光引发剂加入到该混合物中,在紫外光作用下与丙烯酸酯基反应制得PU。这种工艺已被用于透明胶、涂料、固定液中。
体系中的紫外光吸收剂越少，可制得越厚的PU涂层(可达12mm)，这可用脂肪族二异氰酸酯和聚醚二醇制得。以Terathane^® 为原料的PUs比普通的丙烯酸酯具有更好的压缩变形和伸长率，并具有很好的耐水性。PU是完全透明的，采用特殊的硫化条件可防止表面发粘，单组分体系可稳定贮存一年以上。

制备

整个制备过程必须在暗处完成，温度不高于40℃以防止丙烯酸酯过早发生聚合(玻璃器皿用铝铂覆盖)。Terathane^® －IPDI预聚体的制备是将Terthane^®(含0.1％DBTDL)慢慢加入到IPDI(含0.1％DBTDL)中，温度控制在30～40℃。(在最后加入约30min之后)如果NCO是稳定的，预聚体脱泡，并将羟乙基丙烯酸酯(含1％DBTDL)慢慢地在35～45℃加入到预聚体中，至少要反应3小时，NCO基才消失。最后，加入引发剂(1～5％的Darocur 116或Darocur1173)，如果必要，还可将引发剂与填加剂一起混合。如果粘度太高，一些低粘度的二丙烯酸酯(己二醇二丙烯酸酯)可在制备时早点加入，有利于体系中反应的进行，但会影响最终性能(变硬和变脆)。

表层发粘

在紫外光硫化之后，表层发粘是由表面所发生的氧化反应引起的。通过加速反应缩短氧化时间，或通过无氧硫化(在氮气中硫化，或在366nm波长的水下硫化，用高浓度的引发剂如6％Darocur 1173与优良的抗氧剂如Tijnuvin 328，Tinuvin 765和Irganox 1010各0.16％一起使用)来防止。(Darocur产品可从Ciba Geigy公司得到)。Darocur 1173比Darocur 1116更多用作紫外光引发剂。加有1％的Darocur 1173的最终混合物在紫外光下照射下15～30秒(366nm)，固化厚度为2mm。在紫外光照射下10～20min，可形成12mm厚的漆膜。这种PU在日光下20min内也可固化，但产生发粘的表面。

典型配方

T1000∶IPDI∶羟乙基丙烯酸酯=1∶2∶2
二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，0.075％
起始剂Dacocur 1116，0.5％
266nm硫化，7分钟
每一位制作者都应开发自己独特的配方。

水乳胶

迫于禁止挥发性有机物排放(VOC)的环境压力，水乳胶用作涂料和粘合剂成为重要的发展方向，采用Terathane PTMEG制备水乳胶的配方如下：

化合物	摩尔比
Terathane^®1000	1
二羟甲基丙酸(DMPA)	1
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)	3
三乙基胺(TEA)	1.03
Dytec^® A(2－甲基五甲撑二胺)	0.95

添加助剂

NMP(N－甲基吡咯烷酮)(两倍于DMPA的重量)，占最终分散液的5％，DBTDL基于聚合物Terathane^®,DMPA,IPDI,NMP,总量的0.5％，Tinuvin 292(紫外光吸收剂)和抗氧剂(如Irganox 1010)分别是PU固含量的1％和0.5％。加水制得固含量为35％水乳胶。

制备过程

1将计量的Terathane^®,DMPA和NMP混合并加热至50℃。
2将20～25℃的IPDI加入到上述混合物中。
3将DBTDL(催化剂)加入到混合物中，在搅拌下反应。反应放热使温度升至约80℃。
4约1小时后完成反应，并在中和之前，冷却到38℃(测定NCO％)。
5加入TEA混合以中和羧基。
6加入Tinuvin。
7冷却至35℃。
8用重量为2倍冰水(1℃)稀释所需的Dytek A，作为扩链剂混合物。
9将聚合物分散在剩余的冰水中制得35％的固含量。
10分散完毕，将扩链剂/水混合物加入到冷分散液中。在转化成最终的分散液之前，要经过一个高粘度阶段。搅拌1～2小时即可完成反应。
11必要的话，过滤分散液。

该涂料的典型性能：

半透明分散液
固含量：35％
粘度：0.10Pa·s
PH：8.3
冷冻/解冻稳定

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