一种含有MOCA的聚氨酯液态固化剂及其制备方法与流程

本发明涉及聚氨酯固化剂，特别涉及一种含有moca的聚氨酯液态固化剂及其制备方法。

背景技术：

1、moca是一种芳香胺类化合物，化学名为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷，结构式见图1，在氨基的邻位上有氯原子，由于氯原子的吸电子作用和位阻作用，从而使moca的氨基反应活性降低。这种独特结构使得moca在聚氨酯固化剂领域拥有非常明显的优势：1、较低的氨基反应活性使得氨基与聚氨酯预聚体中的异氰酸根的反应程度不至于太激烈，凝胶时间较长，工艺上较为容易控制；2、刚性的苯环结构能赋予材料优秀的物理机械性能。但是moca同时也存在一些缺陷：1、moca常温下为固体，使用时需要熔融，聚氨酯预聚体也需要预热到较高温度以防止混合时moca凝固，这样一方面增加了工艺操作的复杂度，另一方面使其无法应用在常温灌注领域；2、moca毒性较大，有致癌风险，且加热熔融时会产生蒸气，对人的身体健康会产生较大威胁。

2、尽管存在种种缺陷，但是得益于其各方面的优秀性能，moca目前在工业界仍然得到广泛的使用，当前还没有合适的替代品。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开一种含有moca的聚氨酯液态固化剂及其制备方法，通过将dmtda、n,n-双(2-羟丙基)苯胺和moca混配为一种液态固化剂，获得一种反应活性与制品机械力学性能都与moca相当的液态固化剂。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种含有moca的聚氨酯液态固化剂，由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：30%~45%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：14%~25%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%~55%。

4、优选的，所述聚氨酯液态固化剂由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：30%~35%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：17%~24%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%~52%。

5、优选的，所述聚氨酯液态固化剂由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：35%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：24%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%。

6、本发明还提供了上述所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤1）将一定量的moca用丙酮溶解，丙酮与moca的质量比为5:1~1:1；

8、步骤2）在moca-丙酮溶液中加入一定量的dmtda，搅拌均匀；

9、步骤3）在dmtda-moca-丙酮溶液中加入一定量的n,n-双(2-羟丙基)苯胺，搅拌均匀；

10、步骤4）在一定的温度和真空度下，脱除溶液中的丙酮，剩下的溶液即为含有moca的聚氨酯液态固化剂。

11、优选的，其特征在于，所述步骤1）中的丙酮与moca的质量比进一步为3:1~1.5:1。

12、优选的，所述步骤4）中的温度为40℃~90℃，真空度为200pa~500pa。

13、优选的，所述步骤4）中的温度进一步为70℃~80℃。

14、本发明的设计原理：dmtda是一种聚氨酯固化剂，化学名为二甲硫基甲苯二胺，结构式见图2，其与异氰酸根的反应活性比moca与异氰酸根的反应活性强，固化后得到的制品的机械力学性能也强于moca。n,n-双(2-羟丙基)苯胺，结构式见图3，其中的反应性基团为仲羟基，而仲羟基的反应活性远低于伯胺基，所以n,n-双(2-羟丙基)苯胺与聚氨酯预聚体的反应比较和缓，固化后得到的制品的机械力学性能比moca弱。由于dmtda、n,n-双(2-羟丙基)苯胺和moca的化学结构具有一定的相似性，互相之间有一定的互溶性，所以利用dmtda和moca较高的反应活性以及制品较强的机械力学性能与n,n-双(2-羟丙基)苯胺较低的反应活性以及制品较弱的机械力学性能，通过将dmtda、n,n-双(2-羟丙基)苯胺和moca混配为一种液态固化剂，获得一种反应活性与制品机械力学性能都与moca相当的液态固化剂。

15、本发明具有以下有益效果：

16、本发明的含有moca的聚氨酯液态固化剂，其与聚氨酯预聚体的反应活性以及制品的机械力学性能都与moca相当，在聚氨酯固化剂领域能够完全替代moca。因为该固化剂是一种液态固化剂，所以使用时不需要加热固化剂以及聚氨酯预聚体，相比moca操作更加简单，而且能够避免moca加热熔融时挥发的有毒蒸气对健康的伤害。同时因为其是一种液态固化剂，所以可以用于常温灌注使用场景。

技术特征：

1.一种含有moca的聚氨酯液态固化剂，其特征在于，由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：30%~45%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：14%~25%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%~55%。

2.如权利要求1所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂，其特征在于，所述聚氨酯液态固化剂由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：30%~35%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：17%~24%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%~52%。

3.如权利要求1所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂，其特征在于，所述聚氨酯液态固化剂由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺dmtda：35%，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷moca：24%，n,n-双(2-羟丙基)苯胺：40%。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的丙酮与moca的质量比进一步为3:1 ~1.5:1。

6.如权利要求4所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中的温度为40℃~90℃，真空度为200pa~500pa。

7.如权利要求6所述的一种含有moca的聚氨酯液态固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中的温度进一步为70℃~80℃。

技术总结
本发明涉及聚氨酯固化剂技术领域，特别涉及一种含有MOCA的聚氨酯液态固化剂及其制备方法，由以下质量百分比含量的组分组成：二甲硫基甲苯二胺DMTDA：15%~60%，4,4'‑二氨基‑3,3'‑二氯二苯甲烷MOCA：5%~30%，N,N‑双(2‑羟丙基)苯胺：30%~70%。包括如下步骤：1）将一定量的MOCA用丙酮溶解，丙酮与MOCA的质量比为5:1~1:1；2）在MOCA‑丙酮溶液中加入一定量的DMTDA，搅拌均匀。通过将DMTDA、N,N‑双(2‑羟丙基)苯胺和MOCA混配为一种液态固化剂，获得一种反应活性与制品机械力学性能都与MOCA相当的液态固化剂。

技术研发人员：高远,李珺杰,顾晓红,高峰,朱皓
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13