(1)聚异氰酸酯的种类与选择
一般来说,双组分丙稀酸聚氨酯保温板主要是以含轻基丙烯酸树脂(A组分)与聚异氰酸酯(B组分)按比例配比,通过添加颜料、助剂、溶剂制备而成,其涂膜干燥固化是由含经基丙烯酸树脂提供的-0H基与聚异氰酸酯提供的-NCO基在加热或常温条件下进行逐步加成聚合反应而实现的。由于A组分与B组分的数量是按一定比例配比,因此涂料中的含经基组分的固体分和聚异氰酸酯的固体分对最终产品的VOC起关键作用,所以,高固体分丙炼酸聚氨酯涂料的制备除了要合成出高固含低點度的丙稀酸树脂外,还要选择合适的低粘度多异氰酸酯来搭配。
1)异氰酸酯的基本化学反应
有机异氰酸酯相关的反应主要有两大类:①与活拨氢发生的反应,为聚氨酯保温板的主要成膜反应;②与非活拨氛发生的反应。在聚氨酯工业中应用异氰酸酯的化学反应类型主要有①异氰酸酯与轻基的反应;异氰酸酯和任何活波氧化合物发生反应,该反应比较常见在一般的聚氨酯的应用中。②异氰酸酯与水的反应;该反应分两步先是异氰酸酯和水生成不稳定的氨基甲酸,并迅速分解成二氧化碳和伯胺,伯胺易于异氰酸酯反应生成脲,根据这种机理,有潮气固化
2)异氰酸酯低聚物的种类
己商品化的异氰酸酯包含有脂环族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯、杂环的多异氰酸酯,目前能够规模工业化生产的多异氰酸酯主要有两大类,芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯;国外工业化生产是从20世纪70年代幵始,产品已形成系列化,技术一直被国外公司所垄断,产量较高比较突出的公司有拜耳(Bayer)公司、罗地亚(Rhodia)公司、德固萨(Degussa)公司等;国内也有相关的系统研究,但和国外相比性能指标相距较大,不能满足国内聚氨酯涂料的性能要求。
①加成物(氨酯)现在市场上基于TDI (甲苯二异氰酸酯)的聚异氰酸酯主要有TDI加成物、TDI三聚体、TDI/HDI共聚物和TDI预聚物。由三经甲基丙烧(TMP)和TDI加成反应形成TDI加成物,可作为聚氨酯预聚体被应用于聚氨酯涂料固化剂,TDI加成物结构式如图。
②HDI缩二脲HDI (己二异氰酸酯)是一种不变黄脂肪族异氰酸酯,由于其分子结构中的异氰酸酯基团反应活性小、挥发性大,一般把HDI与水反应制成缩二脲来使用作为聚氨酯涂料固化剂,HDI缩二脲结构式如图1 -2。解决这个问题的主要手段是提高基料树脂的官能基团数目,但是官能基团的含量如果过高,会使聚合物的极性增加,导致分子间的作用力增强粘度上升,这样反而没有达到提高涂料施工固体分的效果,也会降低涂料的储存稳定性,使漆膜性能受到影响。