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松香酯樹(shù)脂改性多異氰酸酯預(yù)聚物是松香在PU涂料中應(yīng)用的一個(gè)途徑(文章來(lái)源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))。探討了原理、原料選擇、配方設(shè)計(jì)、制造工藝、產(chǎn)品指標(biāo)與應(yīng)用性能。以此途徑可以獲得用于2KPU涂料固化劑與MCPU涂料的低游離TDI預(yù)聚物。

關(guān)鍵詞：松香酯樹(shù)脂;多異氰酸酯;預(yù)聚物;游離TDI

1 引言

松香可在聚氨酯(PU)涂料中應(yīng)用已人所共知。其在多異氰酸酯預(yù)聚物中的應(yīng)用，如以松香改性醇酸樹(shù)脂作為預(yù)聚物的羥基母體用以制備S685PU漆的固化劑，以松香改性聚氨酯油(聚氨酯醇酸)樹(shù)脂作為單組分氣干型PU涂料都是人們所熟知的。至于松香酯樹(shù)脂直接作為—NCO/—OH型2KPU漆的羥基組分的成分也是常見(jiàn)的。本文要討論的是以松香酯樹(shù)脂來(lái)改性多異氰酸酯預(yù)聚物(下文中簡(jiǎn)記為“預(yù)聚物”)，用做—NCO/—OH型2KPU涂料固化劑或者單組分濕固化聚氨酯(MCPU)涂料，以求降低成本，提高刷涂性、流平性，同時(shí)控制預(yù)聚物產(chǎn)品中的游離TDI(下文中簡(jiǎn)記為“f-TDI”)的含量。松香樹(shù)脂指的是以松香為主要原料經(jīng)化學(xué)加工而得到的樹(shù)脂，如松香皂、松香酯及改性松香酯等。本研究中應(yīng)用的是松香酯，其常用的品種見(jiàn)表1[1，2]。至于松香皂，由于金屬離子的催化作用，易使—NCO/—OH反應(yīng)失控，沒(méi)有采用。在松香酯的制備中多元醇都是過(guò)量的(如過(guò)量5%)，但松香也難于完全酯化，樹(shù)脂產(chǎn)品還有一定的酸值，再考慮到在高溫酯化反應(yīng)過(guò)程中部分松香分解脫羧，被強(qiáng)力排風(fēng)抽除而損失，因此可以判斷，多元醇的羥基絕不可能完全酯化，在松香酯分子上肯定還有殘留的羥基。試驗(yàn)中應(yīng)用的一批145季戊四醇松香酯樹(shù)脂，實(shí)測(cè)羥值為80mgKOH/g，由此，推算其平均羥基的摩爾質(zhì)量數(shù)約為700，相當(dāng)于每個(gè)季戊四醇分子中的4個(gè)羥基中的2.6個(gè)羥基為松香所酯化的情況，也就是說(shuō)，平均而言，這個(gè)樹(shù)脂可以近似地被看成“1.4元醇”。所以，松香酯即便不能如同一般多元醇那樣，單獨(dú)被用做預(yù)聚物的多元醇母體，也可以作為羥基母體的一個(gè)成員，通過(guò)羥基與—NCO基的反應(yīng)，使自身“錨固”在多元醇/TDI的預(yù)聚物的大分子上。這就是松香酯樹(shù)脂可以用于改性預(yù)聚物的依據(jù)。

2 原料選擇

2.1松香酯樹(shù)脂的選擇

對(duì)138、145、422、424這4種樹(shù)脂均進(jìn)行了初步篩選試驗(yàn)?？紤]到138、422等甘油酯樹(shù)脂，其分子上殘留的羥基必定是位阻很大、活性很低的甘油仲羥基，而422、424是順酐改性樹(shù)脂，其中含有一部分三元酸酯，官能度大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)于預(yù)聚物合成工藝的安全性與產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性較容易產(chǎn)生不良影響(試驗(yàn)中已有所表現(xiàn))，因此，著重選用結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，殘留羥基為伯羥基的145季戊四醇松香酯樹(shù)脂進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)，得到了肯定的結(jié)果。

表1 常用松香酯及改性松香酯樹(shù)脂

注：各型號(hào)產(chǎn)品外觀均為淺棕色透明塊狀或造粒成豆粒狀。

2.2預(yù)聚物的多元醇母體

松香酯樹(shù)脂的成本相對(duì)較低，它們的引入可以使體系的極性下降，刷涂性與流平性提高，因此，松香酯改性預(yù)聚物的產(chǎn)品定位于適于刷涂的竹木器及一般房屋內(nèi)裝修用的經(jīng)濟(jì)型PU漆。這樣，在選擇預(yù)聚物多元醇母體時(shí)，就必須注意與下面的要求相適應(yīng)[3，4]。

⑴選擇結(jié)構(gòu)舒展的多元醇，以利于降低f-TDI;

⑵選擇以柔性結(jié)構(gòu)為主的多元醇，以與剛性結(jié)構(gòu)

的松香酯樹(shù)脂性能平衡;

⑶所選多元醇應(yīng)具有適當(dāng)?shù)墓倌芏扰c羥基摩爾質(zhì)量數(shù)，以保證預(yù)聚物具有一定的—NCO含量及交聯(lián)密度;

⑷所選多元醇應(yīng)當(dāng)極性較低，以使預(yù)聚物有較好的刷涂施工性與流平性。

綜合以上考慮，選用了蓖麻油與相對(duì)分子質(zhì)量較小的含有醚鍵的多元醇。

3793松香酯改性預(yù)聚物的配方設(shè)計(jì)、制造工藝與產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

　　以上是《松香酯樹(shù)脂改性低游離TDI多異氰酸酯預(yù)聚物》的詳細(xì)內(nèi)容。