聚氨酯(PU)涂料中的多異氰酸酯組分,大量用作NCO/OH型雙組分PU涂料的固化劑組分,也用作濕固化聚氨酯(MCPU)涂料及催化固化聚氨酯涂料的主成膜物樹脂。作為雙組分PU涂料固化劑的多異氰酸酯組分,還有二異氰酸酯低聚合物(三聚/五聚體)及縮二脲等,MCPU、催化固化PU涂料所用的基料樹脂,也多屬此類。不過,由二異氰酸酯單體,尤其是甲苯二異氰酸酯(TDI),與各種多元醇(小分子單體多元醇或多羥基樹脂等廣義多元醇)反應所制得的氨基甲酸酯型多異氰酸酯組分應用最廣、品種規格最多。
對于這類由TDI與多元醇制備的氨基甲酸酯型多異氰酸酯組分,應當如何分類和命名?其實質又是什么?在我國涂料界中并不明確,各家說法不一。
一般的看法是:按與TDI反應以制備該組分,從而成為該組分結構中心的多元醇,即該組分的“多元醇母體”來區分,若多元醇母體為小分子單體多元醇,如三羥甲基丙烷(TMP)者,所制得的組分稱為“加成物”;而如果多元醇母體為蓖麻油或其衍生物(大分子多元醇)及聚醚、聚酯、醇酸等羥基樹脂,則所得組分稱為“預聚物”。也有從應用角度區分的,即用作雙組分PU涂料之固化劑者為加成物,而用作MCPU、催化固化PU涂料基料樹脂者為預聚物。細究起來,不僅看法不一,諸家之說中自身矛盾之處也尚為不少,最重要的一點是:到底我們面對的這類多異氰酸酯組分的實質是什么?在PU涂料化學中到底處于什么地位?不論其“名”還是“實”,都尚缺乏中肯的研討。
對于涂料研發人員來說,對“預聚物”、“加成物“的概念,卻是含糊不得的。我們研發的對象,原來并不是什么“加成物”,而實實在在地是預聚物,不是什么純化學物質,而是一種工程材料。加成物,也即所謂“單體型固化劑”所要求的是不能“聚”,這在實際上是做不到的,你煞費苦心去防“聚”,都是徒勞,而一但明確研究對象為預聚物,就明白了必須在“聚”上面下功夫,做到“聚”得有效,“聚”得適度,使f-TDI控制、活性NCO基的保留、預聚物產品的粘度與其它涂料成分的相容性等等方面得以平衡,這就是在對PU涂料中的多異氰酸酯組分“正名”之后悟出的道理,也就是我們主張的“直接合成法制造低f-TDI多異氰酸酯預聚物”這一技術途徑的基本依據。
我們可以明暸,PU涂料中應用的種種多異氰酸酯組分在涂料化學與涂料工藝中的地位,就是預聚物。由TDI等單體與多元醇反應所制得的氨基甲酸酯型多異氰酸酯組分,在功能定位上自不待言,本就應歸入預聚物名下,而究其組成,在現今的生產條件下,更是不可能獲得與理論上的加成物相符的產品,所以平日所謂的“加成物”都是名不符實的。就像十幾年來,基料樹脂顏色淺白的雙組分PU漆,不論其實際成分如何,都被稱之為“聚酯漆”一樣,我國自有PU涂料四十余年來,由TDI/TMP反應制成的雙組分PU固化劑,不論其實際規格組成如何,都已為廣大業者與用戶稱為“TDI三羥甲基丙烷加成物”,簡稱“三羥加成物”,甚至只要一說“加成物”,也很容易使人理解為就是指這類產品,這也許是各家著述中TMP/TDI的理論反應方程式給人的印象太深的緣故吧?那么,眾口一詞,約定俗成,只要產品好用,又何必去計較其名稱在化學理論上是否確切?這個名稱是否修訂,不妨留待涂料標準化部門去解決。