封闭反应温度与催化剂3-8

资料来源：《聚氨酯胶粘剂》李绍雄（SS：10149515/1998/第六章）

6．4．4 影响封闭型胶粘剂性能的因素

1．封闭剂对封闭率及贮存稳定性的影响

表6—2列出了四种不同封闭剂与聚氨酯预聚体进行封闭反应时反应条件对封闭率的影响。由表可看出，在一定条件下，封闭剂的封闭效果大致上依次为：己内酰胺，丙二酸二乙酯＞叔丁醇，苯酚。配制成的单组分胶粘剂的贮存稳定性与封闭率有关。封闭率高，则NCO含量低，室温下受水分影响小，稳定性好。苯酚封闭的单组分胶粘剂在窒温下存放20天固化，叔丁醇封闭者40天固化，丙二酸二乙酯封闭者贮存期约3个月，已内酰胺封闭者贮存期在半年以上。

封闭剂的封闭效果主要与封闭剂的碱性有关：己内酞胺＞叔丁醇＞丙二酸二乙酯＞苯酚。但由于叔丁醇的位阻效应，所以与异氰酸酯基团反应活性依次应为：己内酰胺＞丙二酸二乙酯＞叔丁醇＞苯酚。

表6-2封闭反应条件和封闭率

封闭剂	反应温度℃	催化剂	反应时间h	NCO封闭率%
苯酚	95	有机锡 叔胺 苯酚钠	3 3 3	45.9 51.2 53.3
叔丁醇	45	叔丁醇锂	3	68.9
丙二酸二乙酯	60	甲醇钠 苯酚钠	3 5	78.5 79.5
已内酰胺	80	——	5	90.8

2．催化剂的选择

按表6-2．以苯酚作封闭剂时，从催化剂对封闭效果的影响来看，应该选择碱性强的催化剂。通常使用的催化剂为有机锡、叔胺类和碱金属的醇盐或酚盐。有机锡为两性催化剂，兼有酸性和中等强度碱性催化剂的作用，叔胺为碱性催化剂，碱金属的醇盐或酚盐为强碱性催化剂。异氰酸酯的封闭反应是羰基的亲核加成反应．具有碱性和强亲核性的碱金属的醇盐、酚盐对反应的催化作用最强。

在使用催化剂时须注意的是，由于这类碱性催化剂对正、逆反应都有催化作用，既可以促进封闭反应，也可以促进解离反应。

3． 封闭反应中溶剂的选择

在封闭反应中，溶剂的选择很重要．没有溶剂时，反应物料的粘度很大，搅拌困难。而且，无溶剂时反应物的浓度过高，尤其是在强碱性催化剂存在时会发生二聚、三聚反应。甲苯和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是较合适的溶剂，但由于这两种溶剂沸点较高，反应中须严格控制反应温度。以避免副反应的发生。考虑到DMF沸点高达153℃，成胶后挥发馒，而且价格亦较高，故通常选择甲苯作溶剂。

此外，封闭反应的温度以及胶的固化速度都与封闭剂有关。