白卫兵 李晓艳 孟蕾 杨佩

摘  要：在预聚体合成过程中，由于甲苯二异氰酸酯（TDI）固有结构特性，合成预聚体容易发黄。通过试验对比，在TDI中添加助剂，并通过加入量改变来改善预聚体发黄的问题。

关键词：甲苯二异氰酸酯;预聚体;黄变

1.引言

聚氨酯是由多异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇在一定条件下反应所形成的高分子聚合物。聚氨酯的預聚体，简单地说是多异氰酸酯和多元醇控制一定比例反应而得的可反应性半成品。在预聚体合成过程中，由于甲苯二异氰酸酯（TDI）固有结构特性，合成预聚体容易发黄，影响产品用途。TDI的黄变和TDI酸值有直接关系，TDI酸值越高黄变越快越严重。究其原因主要在于TDI是芳香族的聚氨酯，反应生成的芳胺，转化为醌式或偶氮式的生色基团。因此，TDI及其制品发黄是其固有的性质，无法消除，只能尽量延缓出现的时间。

2、实验部分

2.1实验用原材料

1）TDI-80，工业级;

2）低聚物多元醇：PPG，相对分子量1000、2000，工业级;

3）2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT），工业级;

4）亚磷酸三苯酯（TTP），工业级;

5）3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯（1076），工业级。

2.2试验原理

异氰酸酯与羟基反应是合成聚氨酯弹性体最基本的化学反应，生成氨基甲酸酯。

2.3实验步骤

通过T-80与聚醚多元醇为原料，进行预聚体合成实验，预聚体理论NCO%含量为5.5。具体实验过程为：向装有搅拌桨和温度计的三口烧瓶中加入配方量的多元醇，边搅拌边加热升温至110，然后抽真空脱水1.5小时，冷却至50℃，向烧瓶中加入TDI开始搅拌反应，注意观察反应液的温升情况，加热升温至80℃保温反应2小时。启动真空泵，抽真空脱泡10～20min后出料即为预聚体。

3、试验结果讨论

1）T-80与PPG，未添加任何助剂，合成预聚体如图1，可明显看出合成的预聚体发黄。

2）T-80与PPG，添加2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）20ppm，同样工艺，合成预聚体都同未添加助剂对比，颜色稍微发黄（如图2）。

3）T-80与PPG，BHT 40ppm，同样工艺，合成预聚体都同添加助剂20ppm对比，合成预聚体颜色微黄（如图3）。

4）T-80与PPG，BHT 60ppm，同样工艺，合成预聚体不发黄（如图4）。

4、结论

从以上结果可以看出，通过添加助剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）的T-80，可以有效改善TDI-80合成预聚体发黄的问题。经多次试验，聚醚质量对于合成预聚体有很大的影响，另外，通过试验发现预聚物合成反应与体系中的酸碱性有关，酸碱性杂质主要起催化剂作用。酸性介质有利于扩链反应，生成氨基甲酸酯和脲;碱性介质促进支化交联反应，生成脲级甲酸酯、缩二脲和异氰酸酯的自聚体，从而使预聚物的粘度升高甚至很快凝胶。因此，合成预聚体时，必须是反应在酸性条件下进行。但是，不是酸度越高就越有利，过高的酸值会影响到预聚体颜色发黄，并且合成弹性体影响到凝胶时间。