二胺或肼和二異氰酸酯在聚醚多元醇中反應而生成的聚脲微粒分散于聚醚,即形成聚脲多元醇。實際上它也是一種聚合物改性多元醇。聚脲多元醇和普通聚合物多元醇一樣,用于提高泡沫塑料的承載能力。在生成聚脲的同時部分脲鏈上的端異氰酸酯基和聚醚羥基結合生成聚脲-氨酯共聚物。因此,聚脲改性多元醇中含有三種結構:未改性聚醚、聚脲分散體和脲-氨酯聚合物。
由肼和TDI在聚醚多元醇中進行原位逐步聚合制備聚脲多元醇的步驟為:先將高伯羥基含量的多元醇加熱,與肼水溶液在有攪拌的反應當中混合,加入相當與肼反應量的TDI,利用反應熱使共混合物回流,冷卻反應器,真空脫除過量的水。聚脲多元醇的固含量(TDI和肼在多元醇中比例)一般為20%。
常用于合成聚脲多元醇的基礎聚醚一般為3官能度、羥值約34mgKOH/g、伯羥基摩爾分數(shù)大于70%的高活性聚醚多元醇,文獻中也有采用聚酯多元醇為基礎多元醇的。乙二胺、己二胺、對苯二胺、肼、N,N′-二甲基肼等及其水合物可用于合成聚脲多元醇,工業(yè)化生產(chǎn)常用水合肼。由于聚脲微粒的密度較聚醚大,為了防止存放時沉淀,合成時可使異氰酸酯對于氨基稍過量,生成部分脲-氨酯共聚物,后者起穩(wěn)定作用。
聚脲多元醇的制備可用間歇法,也可用連續(xù)法,國外聚脲多元醇多用連續(xù)法生產(chǎn)。
國外典型的商品性能為:
羥值28mgKOH/g;平均相對分子質(zhì)量約6000;聚脲含量20%;pH值為8~9.粘度;粘度(25℃)3000~4000mPa.典型商品有Multranol 9l51、E-9154、E-9128(原美國Mobay化學公司的MultraolE-9151,現(xiàn)屬Bayer Materials Scieme公司)等。
聚脲多元醇可用于高回彈軟泡、半硬泡、軟泡及硬泡。當用于高回彈泡沫塑料時,與聚合物多元醇一樣具有提高發(fā)泡體系穩(wěn)定性、促進開孔、提高泡沫塑料承載能力的功能;它還使泡沫初始凝膠速度增加,可降低催化劑用量,使泡沫具有阻燃性,甚至在不加阻燃劑的情況下,制品可達到自熄的阻燃性。
聚脲多元醇的生產(chǎn)成本較高,影響了其應用,其產(chǎn)量較小。
還有一種稱之為PIPA的改性聚醚多元醇,是內(nèi)聚醚多元醇與三乙醇胺(TEA)在20℃混合后迅速加入TDI反應而成的聚氨酯改性聚醚多元醇,以二月桂酸酸丁二基錫為催化劑,反應在3~5min內(nèi)完成。異氰酸酯添加量一般低于反應TEA的羥基需要量,TEA/TDI大約為1:1。