脲基甲酸酸酯一種異氰脲酸酯型聚異氰酸酯組合物,其由脂肪族二異氰酸酯單體和醇衍生.
基本介紹
- 中文名：脲基甲酸酸酯
- 外觀：白色粉末狀
一種異氰脲酸酯型聚異氰酸酯組合物，其由脂肪族二異氰酸酯單體和醇衍生，並且在該組合物實質上不含脂肪族二異氰酸酯單體及溶劑的狀態下滿足以下全部條件：1)25℃下的粘度為500～1500MPa?s；2)異氰脲酸酯三聚體濃度為60至95質量%；3)設脲基甲酸酯結合數為A、異氰脲酸酯結合數為B時，脲基甲酸酯結合數比例a=(A/(A+B))×100為1～30%；和4)設脲二酮結合數為D時，脲二酮結合數比例d=(D/(B+D))×100為小於2%。
聚氨酯可看作是一種含軟鏈段和硬鏈鍛的嵌段共聚物。軟段由低聚物多元醇（通常是聚醚或聚酯二醇）組成，硬段由多異氰酸酯或其與小分子擴鏈劑組成。
軟段是由低聚物多元醇構成的，這類多元醇的分子量通常在600~3000。一般來說，軟段在PU中占大部分，不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯製備的PU性能各不相同。
聚酯型PU比聚醚型PU具有較高的強度和硬度，這歸因於酯基的極性大，內聚能（12.2kJ/mol）比醚基(一C—O—C一)的內聚能（4.2kJJ/mol）高，軟鏈段分子間作用力大，內聚強度較大，力學強度就高。並且由於酯鍵的極性作用，與極性基材的粘附力比聚醚型者優良，抗熱氧化性也比聚醚型好。為了獲得較好的粘接強度，通常採用聚酯作為PU的軟段。然而，軟段為聚醚的PU，由於醚基較易旋轉，具有較好的柔順性，有優越的低溫性能，並且聚醚中不存在相對較易水解的酯基，其PU比聚酯型者耐水解性好。
軟段的結晶性對最終聚氨酯的機械強度和模量有較大的影響，特別在受到拉伸時，由於應力而產生的結晶化（鏈段規整化）程度越大，拉伸強變越大。聚醚或聚酯中，鏈段結構單元的規整性影響著PU的結晶性。側基越小，醚基或酯鍵之間亞甲基數越多，結晶性較段的分子量越高，則PU的結晶性越高，故聚四氫呋喃型聚氨酯比聚氧化丙烯型聚氨酯具有較高的機械強度和粘接強度。
結晶作用能成倍地增加粘接層的內聚力和粘接力。採用高結晶性的聚己二酸丁二醇酯中丁二醇為軟段的高分子量線型PU製成的膠粘劑，即使不用固化劑也能得到高強度的粘接，並且初粘性好。而用含側基的新戊二醇等製得的聚酯，結晶性差，但側基對酯鍵起保護作用，能改善PU的抗熱氧化、抗水和抗黴菌性能。用長鏈芳族二元羧酸等製得的聚酯型PU耐水解性、耐熱性均有提高。
硬段由多異氰酸酯或多異氰酸酯與擴鏈劑組成。異氰酸酯的結構對PU材料的性能有很大的影響。與不對稱二異氰酸酯（如TDI）相比，對稱性二異氰酸酯（如MDI）製備的PU具有較高的模量和撕裂強度，這歸因於產生結構規整有序的相區結構能促進聚合物鏈段結晶。芳香族異氰酸酯製備的PU由於具有剛性芳環，因而使其硬段內聚強度增大，PU強度一般比脂肪族異氰酸酯型PU大，但抗UV降解性能較差，易泛黃，不能做淺色塗層膠或透明印刷品複合用膠粘劑。脂肪族PU則不會泛黃。不同的異氰酸酯結構對PU膠粘劑的耐久性也有不同的影響，芳香族比脂肪族異氰酸酯的PU抗熱氧化性能好，因為芳環上的氫較難被氧化。
擴鏈劑對PU性能也有影響。含芳環的二元醇與脂肪族二元醇擴鏈的PU相比有較好的強度。二元胺擴鏈劑能形成脲鍵，脲鍵的極性比氨酯鍵強，因而二元胺擴鏈的PU比二元醇擴鏈的PU具有較高的力學強度、模量、粘附性和耐熱性，並且還有較好的低溫性能。
