初期,端羟基聚丁二烯主要是民用,如用于涂料和胶粘剂。由该预聚物制成了各种有特色的涂料,如低温涂料、防腐涂料、电绝缘涂料、水溶性涂料等。
为了解决能源危机, 人们在寒冷地带寻找石油,在开发石油的过程中,需要大量低温涂料。端羟基聚丁二烯低温涂料是二液型:
A组分-多异氰酸酯,可用多苯基多甲撑多异氰酸酯(PAPI)或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
B组分-多羟基化合物的混合物,其第一个化合物是Polybd R-45HT:第二个化合物是羟甲基取代的烯丙基醚,如商品Methylon 75108;第三个多羟基化合物是N,N-二(2-羟丙基)苯胺,商品名Isonol C-100,将这三种化合物溶在苯、甲苯或二甲苯溶剂中,加入适量炭黑,即成为组分B。
将A、B两个组分混合加入催化剂即可使用。该涂料固化温度38-71℃,脆点在-80℃以下。
端羟基聚丁二烯涂料的另一个特点是防腐性能好,某些涂料耐酸碱性能很突出。如在运输磷酸肥料的过程中,所使用的罐车要涂上耐磷酸的涂料,该涂料可以用端羟基聚丁二烯制得。首先将端羟基聚丁二烯与二苯甲烷二异氰酸酯反应,制成端异氰酸酯预聚物(含6%未反应的异氰酸酯根)。将该预聚物溶在甲苯、甲乙酮各半的溶剂中制成该预聚物溶液,加入固化剂溶液后即得到涂料。该涂料在25℃下、72小时内即可固化,涂层置于85%的磷酸中(70℃)11天,性能无变化。
端羟基聚丁二烯与环氧树脂配合,可制成性能更好的耐久性防腐涂料。主要组分除polybd R-45M外,还有环氧树脂、脂肪酸酯、PAPI等。将该涂料置于5%的H2SO4水溶液中(25℃)30天,5%NaOH水溶液中(25℃)30天,5%食盐水溶液中(50℃)300小时,均无异常变化。
表3 端羟基聚丁二烯固化物的低温特性
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Polybd R-45 HT | 100 | ||||
聚丁二烯预聚物 MP-9 | 100 | 100 | |||
聚丁二烯预聚物 HTP-9 | 100 | 100 | |||
苯胺系二醇 Lsonol C-1000 | 21.3 | ||||
Lsonol 93 | 21.3 | ||||
乙撑二醇 | 6.6 | ||||
二乙撑二醇 | 11.4 | ||||
间二甲苯二异氰酸酯 | 9 | ||||
ISAF炭黑 | 50 | ||||
物性测定温度℃ | 20 -40 | 20 - 40 | 20- 40 | 20 -40 | 20 - 40 |
100%抗张应力, (公斤/厘米2) | 14 33 | 60 161 | 17 127 | 56 134 | 32 132 |
300%抗张应力,(公斤/厘米2) | 71 112 | 105 307 | 92 | 49 219 | |
抗张强度,(公斤/厘米2) | 110 255 | 140 500 | 20 230 | 94 290 | 64 250 |
伸长,% | 470 560 | 420 400 | 150 270 | 310 300 | 430 340 |
硬度(肖氏A) | 35 65 | 89 93 | 60 84 | 80 80 | 76 81 |
表4 端羟基聚丁二烯固化物水解稳定性
配 方 | 1 | 2 | ||||
Polybd R-45M | 100 | 100 | ||||
甲苯二异氰酸酯 | 7 | 7 | ||||
二丁基锡二月桂酸酯 | 0.04 | 0.04 | ||||
炭黑sterling 10R | - | 4.0 | ||||
Ethyl 702抗氧剂 | 1.0 | 1.0 | ||||
在100℃水中的天数 | 0 | 2 | 5 | 6 | 0 | 5 |
物理性能 | ||||||
抗张强度(磅/英寸2) | 152 | 136 | 144 | 141 | 1268 | 1189 |
伸 长,% | 174 | 142 | 172 | 181 | 299 | 274 |
100%模量(磅/英寸2) | 126 | 125 | 120 | 113 | 519 | 499 |
200%模量(磅/英寸2) | - | - | - | - | 922 | 999 |
肖氏硬度,A | 42 | 42 | 38 | 38 | 71 | 66 |
表5 端羟基丁二烯固化的耐热特性
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Polybd R-45 HT 聚丁二烯预聚物 MP-9 苯胺系二醇lsonol C-100 液体MD 1 加工油AH-10 抗张强度(公斤/厘米2) 伸 长(%) 硬 度(肖氏A) 加热后的变化率(在100℃) 加 热(68小时) 抗张强度(%) 伸 长(%) 硬 度(%) | 100 14 17 120 57 +12 + 9 + 8 | 100 16.8 38 133 260 83 -11 -17 + 1 | 100 16.8 38 144 280 87 - 3 -17 - 2 | 100 16.8 38 100 65 300 60 +35 +35 + 3 | 100 21 183 520 89 + 5 - 8 0 |
表6 无帘布轮胎所要求液体橡胶的性能
高温时要求的性能 | |
抗张强度(100℃) 抗撕裂强度(100℃) 耐屈挠性(80℃) 室温时的性能要求 抗张强度 伸 长 200%模量 | 126公斤/厘米2 以上 35公斤//厘米2 以上 2×106 循环 以上 196公斤/厘米2 以上 400% 以上 98-108 公斤/厘米2 |
表7 液体橡胶粘剂的配方及物理性能
1 | 2 | |
端羟丁基聚丁二烯-苯乙烯共聚物(HT-PBS) 炭黑(ISAF-LS) TDI MDI NCO/OH当量比 催化剂(DBTDL) 防老剂 物理性能 100%抗张应力(公斤/厘米2) 300%抗张应力(公斤/厘米2) 抗张应力(公斤/厘米2) 伸 力,% 撕裂强度(公斤/厘米) 硬 度(肖氏A) | 100 50 6.8 1.2 0.2 3.0 22 97 207 560 45 65 | 100 50 9.6 1.0 0.05 3.0 25 104 200 560 42 61 |
表8 用液体橡胶粘结金属的强度
胶粘剂 | 裂 张 断 裂 粘 结 强 度(公斤/厘米2) | ||||
不锈钢 | 铁 | 铝 | 铜 | 黄铜 | |
1 | 34.7(C) | 40.4(C) | 18.8(A) | 25.7(C) | 10.4(C) |
2 | 29.8(C) | 31.4(C) | 28.5(C) | 22.5(A) | 14.1(A) |
注:(A)界而剥离;(C)内聚破坏。
端羟基聚丁二烯还可制成导电胶及粘结聚酯的胶粘剂。