成膜树脂聚氨酯及其他

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（6）二环已基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）
2021年3月9日6时49分
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还有其他的异氰酸酯：
四甲基间苯二甲基二异 氰酸酯
烯类异氰酸酯
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制备聚氨基甲酸酯的方法还有：
（A）氯甲酸酯与胺的反应
O R O C Cl + H2N R'
（B）氨基甲酰氯与醇反应
O R NH C Cl + HO R'
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脂肪族氨酯键比芳香族 氨酯键稳定，而且即使分解 成为脂肪胺，也不像芳香胺 容易变色，因为没有苯环共 轭作为助色团，脂肪胺又不 易氧化，因而不泛黄。芳脂 族 的 XDI 虽 有 芳 环 ， 但 氨 酯 键不直接连接于芳环，中间 隔有亚甲基，阻止共轭的形 成，所以也不会泛黄。
按湿度大小 约数h
约0.5-4.0
2.0-8.0
优异
优异
优异
优异
施工期限 主要用途
长
地板漆 一般维护漆
长
电磁线漆 绝缘漆
约1天
数小时
地板漆、耐腐蚀涂料
约8h 各种用途
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二.几种重要的聚氨酯涂料
1.氨酯油 氨酯油是先将干性油与多元醇进行酯化，再与二
（C）醇与脲加热反应
O R O C NH R' + HCl
RO
O C NH
R' + HCl
O H2N C NH2 + HOR'
O R O C NH2 + NH3
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二.异氰酸酯的反应性能
异氰酸酯R－N=C=O具有两个杂积累双键，非常 活泼，极易与其他含活泼氢原子的化学物反应。
一般来说，氧原子上的电子密度最高，呈负电性， 氮原子上的电子密度较氧原子低，但也呈负电性，其 中碳原子是正电性，因此易遭亲核试剂进攻。
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1.与醇的反应
2.与水的反应 3.与胺反应生成
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4. 与脲反应
5.与羧酸反应 6.与氨基甲酸酯反应
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五.漆膜具有优良的耐化学药品性，耐酸、碱、盐液、 石油产品等特性
六. 能在高温烘干，也能在低温固化
环氧、不饱和聚酯在10℃以下就难以固化，而聚 氨酯在0 ℃也能正常固化。
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4.8.4 聚氨酯树脂的黄变
氨酯基受紫外线照射后分解生成胺。芳香胺氧化 生成醌发色团。MDI氧化后生成双醌酰亚胺，泛黄比 TDI的单醌更严重。
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（2）二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）
MDI的使用量较TDI少。 主要优点
（A）游离MDI的蒸气压远比TDI低，毒性较低； （B）MDI的对称结构，使其漆膜的强度、耐磨性、 弹性均优于TDI涂料，而且干燥迅速。
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主要缺点 （A）MDI是固体，不便于管道输送和投料； （B）MDI涂料的泛黄比TDI更严重；
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三.漆膜附着力强 聚氨酯树脂对多种物面（金属、木材、橡胶、混
凝土、某些塑料等）均有优良的附着力。一般，对某 些金属表面，聚氨酯树脂的附着力稍逊于环氧树脂； 但对于橡胶则聚氨酯树脂超过还氧树脂。
四.弹性可调
聚氨酯树脂涂膜的弹性可以根据需要而调节，调 节树脂的成分配比，可从极坚硬的调节到极柔韧的弹 性涂层，而一般涂料如环氧、不饱和聚酯、氨基醇酸 等只能制成刚性涂层，难以赋予高弹性。
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4.8.2 聚氨酯树脂的制备及反应特性 一.聚氨酯树脂的制备
聚氨酯是由多异氰酸酯（常用的是二异氰酸酯）与 多元醇（包括含羟基的低聚物）反应生成的。
nOCN-R-NCO + nHO-R`-OH
HO
OH
* R-N-C-O-R`-O-C-N n*
反应中，一个分子中的活性氢原子转移到另
一个分子中去。
R-N=C=O + HO-R`
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7. 与肟反应 8. 与苯酚（或烯醇）反应
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9. 与环氧基反应 10. 自聚反应
聚噁唑烷酮耐高温树脂
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4.8.3 聚氨酯树脂的主要性能
一.优异的机械耐磨性和韧性能 这是因为聚氨酯树脂分子之间能形成非环及/或环
形的氢键。
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在外力作用下，氢键可分离而吸收外来的能量 （每摩尔吸收10~25KJ）。当外力除去后又可重新再形 成氢键。如此的氢键裂开，又再形成的可逆重复，使 聚氨酯树脂具有高度机械耐磨性和韧性。
与其他树脂相比，在相同硬度条件下，由于氢键 的作用，聚氨酯的断裂伸长率最高。
二.优良的保护和装饰性能
如环氧树脂、氯化橡胶等保护功能好而装饰性稍 差；硝基树脂则装饰性好而保护功能差。然而聚氨酯 树脂兼具保护和装饰性。
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4.8.5 聚氨酯树脂在涂料中的应用
一.聚氨酯涂料的分类
品种 性质
固化条件 游离NCO 干燥时间 耐化品性
氨酯油 氧固化
无 0.5-3.0 尚好
单组分
双组分
封闭型
潮气固化 催化固化 羟基固化
热烘烤氨酯 交换
湿润空气
在催化剂作 与羟基交联
用下
反应
无
较多
较多
较少
高温烘烤
HO R-N-C-O-R`
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多异氰酸酯与多元醇生成高聚物的过程是逐步加 成聚合的过程。反应过程中，无副产物生成 1.几种常用的二异氰酸酯 （1）甲苯二异氰酸酯（TDI）
TDI为芳香族异氰酸酯，反应活性高，利于制造泡沫 塑料、涂料等；由于甲基的位阻影响，4位NCO的活性比 2位NCO高，制造预聚物时便于控制，粘度较低。
（C）MDI的两个NCO基的反应活性相同，不便于对 反应进行控制。 （3）苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）
虽然含有苯环，但属于脂肪族异氰酸酯。
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（4）已二异氰酸酯（HDI）
属于脂肪族二异氰酸酯，和TDI一样，蒸汽压高， 毒性大。 （5）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）
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4.8.1 聚氨酯树脂的组成与结构
一.聚氨酯树脂的组成
聚氨酯即聚氨基甲酸酯，是指聚合物中含 有相当量的氨酯键。其氨酯键的结构如下：
HO
R N C OR'
二.聚氨酯树脂的结构特点
聚氨酯树脂最大的特点是在树脂分子中含
有氨酯键。 由于树脂分子链含有氨基甲酸酯基，分子
间存在很强的氢键作用力。
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