Tar deg med inn i verden av polyurethanherdemidler

Polyurethanhårdner refererer vanligvis til komponenten som inneholder isocyanatgrupper (NCO) i todelt polyuretan-produkter, og brukes hovedsakelig i kombinasjon med komponenter som inneholder aktivt hydrogen. Vanlige komponenter som inneholder aktivt hydrogen inkluderer polyeterpolyoler, polyesterpolyoler, epoksyharer, hydroksyakrylatharer osv. I disse produktene kan tilsetning av hårdnere ikke bare forbedre tverrbindningsgraden og indre energi i produktet, men også øke styrken og værbestandigheten til det endelige produktet. Polyurethanhårdnere har fått bred anvendelse innen felt som lim, belegg, blekk osv.

Klassifisering av polyurethanhårdnere

For polyurethanhårdnere kan de klassifiseres i tre kategorier: løsemiddelbaserede, vannfordelbare og lukkede typer.

Løsemiddelbasert hårdner

For de fleste tradisjonelle produktene brukes løsemiddelbaserte hårdnere ofte, noe som gir produktet bedre styrke, værbestandighet, mekaniske egenskaper osv.

Vanlig sammensetning av oppløsningsmidlerbaserte herdelegemidler

Strukturformler for noen vanlig brukte polyisocyanater

Vannfordelbare herdelegemidler

Med økende bevissthet om miljøvern blant folk, får vannbaserte polyuretanmaterialer gradvis mer oppmerksomhet. I todelt vannbårne polyuretanprodukter spiller isocyanatkomponenter en avgjørende rolle. Den vanlige tilnærmingen i dag er å oppnå dispersjon i vann ved hydrofil modifisering av isocyanater. Hovedmetodene for modifisering inkluderer ikke-ionisk modifisering, anionisk modifisering og anionisk ikke-ionisk modifisering.

Ikke-ionisk modifisering

Ikke-ionisk modifisering innebærer hovedsakelig hydrofil modifisering av polyisocyanater ved bruk av monometyleter av polyetylenglykol (MPEG), polyetylenglykol (PEG) osv. Det modifiserte polyurethanherdelegemidlet har ikke bare en viss hydrofilicitet, men de gjenværende NCO-gruppene er også kapslet inn, slik at det kan forbli stabilt i vann i en periode.

Vanlig sammensetning av ikke-ioniske modifiserte stoffer

Anionisk modifikasjon

Hydrofile polyisocyanater kan også oppnås gjennom ionemodifikasjon. Vanlige metoder for ionemodifikasjon inkluderer karboksylatmodifikasjon, sulfonatmodifikasjon osv. Karboksylatmodifikasjon bruker vanligvis dimetylpropionsyre (DMPA), mens sulfonatmodifikasjon vanligvis bruker etylenediamin etansulfonat og aminosulfonater osv. De introduserer karboksyl- eller sulfonsyregrupper på molekylkjeden for å gjøre at polyurethanherdemidler kan emulgeres i vann.

Vanlig sammensetning av anionisk modifiserte stoffer

Polyisocyanater: HDI trimer, HDI biuret, TDI-TMP addukter

Hydrofile monomerer: polyetylenglykol monometyleter, 3-(sykloheksylamin)-1-propionsyre, polyetylenglykol monometyleter, dihydroksymetylpropionsyre

Salteringsmidler: N,N-dimetylsykloheksylamin, trietylamin

Negativ ikke-ionisk modifikasjon

I dag utføres ikke-ionisk modifikasjon vanligvis ved bruk av polyetylenglykolmonometyleter for modifikasjon, men innføringen av monometyleter kan forårsake problemer med vannmotstand og krystallisasjonstendenser. Selv om ionisk modifikasjon kan løse problemene med vannmotstand, krever det høy pH i løsningen. Den blandede modifikasjonen av anioner og ikke-ioner kan effektivt overvinne de ovennevnte problemene.

Vanlig sammensetning av anionisk ikke-ionisk modifikasjon

Polyisocyanater: HDI trimer, HDI biuret, TDI-TMP addukter

Hydrofile monomerer: 3-(sykloheksylamin)-1-propionsyre, dihydroksymetylpropionsyre

Salteringsmidler: N,N-dimetylsykloheksylamin, trietylamin

Lukket polyuretanherdemedium

NCO-gruppene i herdemediet har høy reaktivitet og kan reagere med vann i atmosfæren ved romtemperatur, noe som fører til nedbryting. For å lette lagring og redusere råvaretap, kan et lukkemiddel brukes for å reagere med NCO og danne et stabilisert, lukket herdemedium ved romtemperatur.

Lukkede herdeagenter kan varmes for å gjenopprette deres opprinnelige isocyanatstruktur og reagere med hydroxylholdige komponenter. Formelutformingen er vanligvis å innføre en forseglingssubstans på grunnlag av de vanlige løsningsmidselfordelte og vannfordelte polyurethanherdeagenter nevnt ovenfor, for å blokkere de ekstra NCO-gruppene. Utslippstemperaturen for ulike forseglingssubstanser varierer, og vi kan også velge ulike forseglingssubstanser ut fra spesifikke bruksområder. Vanlige forseglingssubstanser og deres utslippstemperaturer er vist i tabellen nedenfor.

Vanlige forseglingssubstanser og deres utslippstemperaturer

Segling	Frigjøringstemperatur/℃
Caprolactam	175-200
ETANOL	180-185
Metyl-etyl-ketoksim	140-150
Fenol	140-145
3,5-dimethylpyrazol	130-150
Acetonoxim	130-140
Etyl acetoacetat	125-150
Dietyl malonat	130-140
Imidazoler	130-140
Natriumbisulitt	50-70

Anvendelse av polyurethanherdeprosesser

Med den raske utviklingen av polyuretan har også herdemidlene blitt produsert og raskt utviklet.

Polyurethanherdemidler brukes innen limstoffer, trykksmurser og blekk for å forbedre limfestegenskapene og øke vaskfastheten; som ekstern tverrbindingsmiddel brukt i trebehandlingsmidler, maling, lærforfinere osv., kan det opprettholde høy glans, forbedre hardhet og øke vannbestandighet, løsemiddelbestandighet og andre egenskaper.

I visse ovnherdet malingssystemer, som rullemal for stål, brukes oftest lukket polyurethanherdemiddel. Etter oppvarming og frigjøring herdes det, og belegget får bedre seighet, bedre værbestandighet og bedre skrappingmotstand etter filmformingen.

I noen høykvalitets møbelfabriksindustrier, som for eksempel med mørk trekkbehandling, har klarlakkbehandling med en ekstern mattingssubstans lav transparens og dårlig motstandsdyktighet mot media. Ved bruk av herdekanter kan imidlertid utryddingseffekten oppnås fra molekylstrukturen. Samme type maling, kombinert med ulike strukturer av matte herdekanter, kan oppnå det ønskede glansnivå.

I noen områder av matvarefleksible emballinger brukes vanligvis løsemiddelbaserte aromatiske polyurethanherdekanter, som TDI-TMP-addukter. De siste år har forskere arbeidet for å utvikle herdekanter med lavt innhold av fri NCO og alternative alifatiske polyurethanherdekanter av hensyn til mattrygghet.