技术咖最爱读腰果酚——一种环保的异氰酸酯的封闭剂(大量图表支持)
腰果酚,一种经美国农业部认证的生物基(生物含量大于 98%) 链烯基 - 酚产物
腰果壳油(CNSL)主要产于亚热带地区(巴西、印度、 越南、象牙海岸等),是腰果壳蜂窝结构中含有的非食用工业用油,通常被认为是腰果产业的副产品。
在适当条件下通过真空萃取 CNSL 分离出的主要产物是腰果酚,一种经美国农业部认证的生物基(生物含量大于 98%) 链烯基 - 酚产物,在 C15 侧链上平均有两个不饱和度(图 1)。
腰果酚是一种有趣且用途广泛的单体,因为它含有三种不同的官能团(芳环、羟基和烷基链中的双键),可以根据最终产品的预期特征选择性地或同时进行改性(图 2)。
鉴于其独特的化学结构,很多文献中报道以腰果酚为基础的衍生物的化学路线,包括环氧树脂、胺固化剂、表面活性剂、摩擦颗粒和酚醛树脂。例如,CNSL 最成功的应用之一是环氧固化剂,这是一种表现出良好活性的衍生物,具有快速和低温固化的性能,即使在潮湿或未充分处理的表面上也具有很强的粘附力,在环氧树脂配方中具有优异的耐水性、防腐性和耐化学性,所有特性均由腰果酚独特的化学骨架所赋予。
上述所有的效益均已在聚氨酯体系等领域得到开发,其中腰果酚已被描述为适用于双组份聚氨酯应用的多元醇和衍生物的有用结构,比如,旨在通过赋予疏水性和耐化学性来提高聚氨酯粘合剂和涂层的耐用性。
为了进一步确认腰果酚的多功能性及其在不同领域(如单组份聚氨酯体系)中的潜在适用性,在其产品组合中已有的所有其他等级中,我们最近开发了一种回收 3 - 十五烷二烯基 - 苯酚 [NX-2026(图 3)] 的专有工艺。
NX-2026 是一种经过专门优化,可提供浅色和高纯度的原料,具有可复制(reproducible)的羟值和功能,克服了低纯度等级(通常简称为“腰果酚”)的限制,如气味、副产物的存在(例如,腰果二酚、2- 甲基 - 腰果二酚)和潜在的批次间不重复性。 即使是在上述典型的基于 CNSL 的化学品仍然适用的情况下, NX-2026 还具有其他优点,例如作为普通聚氨酯预聚物石油基封闭剂的有效替代品。
材料和方法
选择 NX-2026 作为异氰酸酯和实验室制备的预聚物的封闭剂。根据以下步骤从市售二醇(聚酯、聚醚)开始制备预聚物: 将一定重量的异氰酸酯在 50℃下预加热并在氮气气氛下搅拌, 滴加所选的二醇,保持混合物温度在 65℃左右。添加完成后, 将混合物在氮气氛下在 65-70℃下继续搅拌,采用 NCO 滴定法 (ASTM D2572)在梅特勒 - 托利多 T50 自动滴定仪上监测预聚物的形成情况。当得到所需的 NCO 含量时,加入 NX-2026 封闭预聚物,在氮气冲洗下保持反应温度在 65-70℃左右,并 通过滴定监测 NCO 消失。使用类似的方法制备异氰酸酯 -NX- 2026 加合物,仍然通过自动滴定监测 NCO。
在配有 HUBER TC45 恒温器的梅特勒 - 托利多 DSC1 STAR 系统上通过差示扫描量热法(DSC)测定解封温度。用 NX-2026 封闭的异氰酸酯的分子量通过在 HITACHI HPLC-GPC 系统上采用凝胶渗透色谱(GPC)分析法进行表征,选用等渗模式(0.5ml / min 流速 ; 波长设定为 280nm; Tosoh TSKgel Super H1000,Tosoh TSKgel Super H2000,Tosoh TSKgel Super H3000 柱 3μm,6x150 mm 串联连接 ; E 相:四氢呋喃)。
结果和讨论
封闭型异氰酸酯的优势在包括涂料和粘合剂在内的各种行业中是众所周知的。封闭型异氰酸酯和封闭型聚氨酯预聚物技术使单组份聚氨酯体系的游离异氰酸酯减少,并通过最大限度地降低系统的水分敏感性来延长储存稳定性。电镀、静电喷涂、 粉末涂料、绝缘电线涂层和卷材涂料等涂层应用已广泛探索了该技术,因为该方法能够提供解决方案,在允许涂层通过热固化的同时,最大限度地减少由于游离异氰酸酯暴露而引起的健康问题。
封闭型预聚物可以应用....
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