几种重要的异氰酸酯原料2-3
一、常用二异氰酸酯列表
名称 |
代号 |
分子量 |
-NCO含量% |
外观 |
甲苯二异氰酸酯 |
TDI |
174.16 |
48 |
白或浅黄色液体 |
二苯基甲烷二异氰酸酯 |
MDI |
250.26 |
33 |
白色固体结晶M39℃ |
液化MDI:[MDI与聚醚二醇(MW600)10/1混合,50-60℃反应5小时] |
聚醚改性MDI |
- |
~26 |
M~25℃ |
苯二亚甲基二异氰酸酯 |
XDI |
188.19 |
44 |
无色透明液体 |
萘二异氰酸酯 |
NDI |
210 |
40 |
白蜡状固体M126℃ |
不泛黄类二异氰酸酯 |
||||
甲基环已基二异氰酸酯[由80%2,4-甲苯二胺和20%的2,6甲苯二胺混合加氢后经光气化制得] |
HTDI |
180 |
46 |
无色液体 |
二环已基甲烷二异氰酸酯 |
HMDI |
262 |
32 |
无色液体 |
已二异氰酸酯 |
HDI |
168.2 |
49 |
无色或浅黄液体 |
异佛尔酮二异氰酸酯[3-异氰酸酯基亚甲基三甲基环已基二异氰酸酯] |
IPDI |
222.3 |
37.8 |
无色或浅黄液体 |
二、分述
资料来源:《涂料化学》洪啸吟 马汉保1997;P186-191
1、甲苯二异氰酸酯(TDI)
一般为2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物,前者含量一般占80%。2,4TDI邻对位异氰酸酯反应性相差很大,利用这个差别,可以制备含有异氰酸酯基团的加成物.邻对位反应活性随温度的变化而变化,在高温下(100℃以上),反应性趋于一致,TD1有较高毒性,但价钱便宜,用量最大。
2、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)
和TDI一样是芳香族异氰酸酯、用量也较大
3、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDl)
它虽有苯环,但属于脂肪族异氰酸酯
4、己二异氰酸酯(HDI)
是脂肪族异氰酸酯.和TDI一样,蒸气压高,毒性大.
OCN-(CH2) 6-NCO (HDI) |
5、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)
是一种性能优良的脂肪族二异氰酸酯,商品IPDI是顺反两种异构体的混合物.IPDI的两个异氰酸酯基团的反应性是不同的,用胺为催化剂时一级异氰酸酯基比较活泼,而用有机锡为催化剂时二级异氰酸酯基比较活泼.
6、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)
是一种常用的脂肪族二异氰酸酯。
上述多异氰酸酯中TDI和MDI是芳香族异氰酸酯,其活性比脂肪族的高得多,反应要快得多,但所得漆膜易泛黄.泛黄的原因在于有自由胺基存在,因异氰酸酯与水反应或氨酯键光解都能生成芳香胺,芳香胺受氧作用可得酣式结构,如:
当TDI三聚后,在环上的叔氮原子没有氢原子,并为环所稳定,不能裂解,环外氨酯即使分解成胺,也不能生成醌式结构,所以不易泛黄:
还有一些其他的异氰酸酯,如四甲基间苯二甲基二异氰酸酯(Ⅱ)
它和XDI一样是脂肪族二异氰酸酯.但它的异氰酸酯和叔碳原子相连,与羟基反应较慢,与水更慢,便于使用,它比一般脂肪族异氰酸酯便宜.
另外两种是可以和烯类单体共聚的异氰酸酯(Ⅲ)和(Ⅳ):
一般(Ⅳ)比较贵,且不稳定.
多异氰酸酯作为聚氨酯涂料的一个组分有两个问题需要改进,一是活性太大,二是毒性问题.解决毒性问题的途径有三个:(1)与多元醇反应制成加成物;(2)与水反应制成缩二脲;(3)制成三聚体,其结果都是分子量增大,蒸气压降低,毒性危害减小。