MDI在水性聚氨酯中的运用
2021/6/20 9:46:29 点击：
就水性聚氨酯来说，分别使用MDI、TDI合成的聚氨酯，在力学性能上有着很大的差异。
一般来讲，经MDI合成的聚氨酯，其力学性能（拉伸强度、断裂强度、机械强度等，包括耐热性能、耐油性等性能）远比使用TDI合成的聚氨酯高很多。但为什么目前水性聚氨酯合成中使用的异氰酸酯，大多数为TDI、IPDI等，极少使用MDI，即使有使用到MDI，也多数是和其他异氰酸酯（如TDI、IPDI等）共同使用，其根本原因是MDI反应速率极高，在合成时极不好得到控制，容易产生合成无法顺利进行等问题。我窃认为，只要调整思路，调整合成手段，那么在一定程度上可以解决这个现象的。
1）工艺上，建议与其他异氰酸酯合用。在本体预聚时，分批加入MDI进行反应，尤其是严格控制NCO与OH比例，使NCO低于OH的比列，甚至最好将NCO：OH小于0.5：1以内，同时控制好反应温度和反应时间。最后再加入其它余下的异氰酸酯量。
一般来讲，经MDI合成的聚氨酯，其力学性能（拉伸强度、断裂强度、机械强度等，包括耐热性能、耐油性等性能）远比使用TDI合成的聚氨酯高很多。但为什么目前水性聚氨酯合成中使用的异氰酸酯，大多数为TDI、IPDI等，极少使用MDI，即使有使用到MDI，也多数是和其他异氰酸酯（如TDI、IPDI等）共同使用，其根本原因是MDI反应速率极高，在合成时极不好得到控制，容易产生合成无法顺利进行等问题。我窃认为，只要调整思路，调整合成手段，那么在一定程度上可以解决这个现象的。
1）工艺上，建议与其他异氰酸酯合用。在本体预聚时，分批加入MDI进行反应，尤其是严格控制NCO与OH比例，使NCO低于OH的比列，甚至最好将NCO：OH小于0.5：1以内，同时控制好反应温度和反应时间。最后再加入其它余下的异氰酸酯量。
2）选择合适的多元醇。即选择反应速率小、合成粘度体系低的多元醇与MDI反应；另外多元醇的分子量宜大不宜小，最好在3000-4000之间。这样可灵活地减少异氰酸酯的用量，同时大分子量多元醇反应速率比小分子量多元醇慢。关于本体预聚时聚氨酯的分子量，可以同过控制异氰酸酯指数，来满足和实现聚氨酯的分子量，或者使用亲水基团材料来解决因聚氨酯分子量大，后面不好分散乳化等问题。
3）选择合适的MDI品种，如MDI-50。
4）选择合适的异氰酸酯（反应速率小的）与MDI合用。
5）可适当添加一些对合成有帮助的助剂，如延迟反应速率的催化剂。
6）可在少量溶剂（如丙酮、丁酮、DMF等）的作用下，进行合成。
7）前期使用多次欠量法预聚。
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