聚氨酯(PU)涂料中的多异氰酸酯组分,大量用作NCO/OH型双组分PU涂料的固化剂组分,也用作湿固化聚氨酯(MCPU)涂料及催化固化聚氨酯涂料的主成膜物树脂。作为双组分PU涂料固化剂的多异氰酸酯组分,还有二异氰酸酯低聚合物(三聚/五聚体)及缩二脲等,MCPU、催化固化PU涂料所用的基料树脂,也多属此类。不过,由二异氰酸酯单体,尤其是甲苯二异氰酸酯(TDI),与各种多元醇(小分子单体多元醇或多羟基树脂等广义多元醇)反应所制得的氨基甲酸酯型多异氰酸酯组分应用最广、品种规格最多。
对于这类由TDI与多元醇制备的氨基甲酸酯型多异氰酸酯组分,应当如何分类和命名?其实质又是什么?在我国涂料界中并不明确,各家说法不一。
一般的看法是:按与TDI反应以制备该组分,从而成为该组分结构中心的多元醇,即该组分的“多元醇母体”来区分,若多元醇母体为小分子单体多元醇,如三羟甲基丙烷(TMP)者,所制得的组分称为“加成物”;而如果多元醇母体为蓖麻油或其衍生物(大分子多元醇)及聚醚、聚酯、醇酸等羟基树脂,则所得组分称为“预聚物”。也有从应用角度区分的,即用作双组分PU涂料之固化剂者为加成物,而用作MCPU、催化固化PU涂料基料树脂者为预聚物。细究起来,不仅看法不一,诸家之说中自身矛盾之处也尚为不少,最重要的一点是:到底我们面对的这类多异氰酸酯组分的实质是什么?在PU涂料化学中到底处于什么地位?不论其“名”还是“实”,都尚缺乏中肯的研讨。
对于涂料研发人员来说,对“预聚物”、“加成物“的概念,却是含糊不得的。我们研发的对象,原来并不是什么“加成物”,而实实在在地是预聚物,不是什么纯化学物质,而是一种工程材料。加成物,也即所谓“单体型固化剂”所要求的是不能“聚”,这在实际上是做不到的,你煞费苦心去防“聚”,都是徒劳,而一但明确研究对象为预聚物,就明白了必须在“聚”上面下功夫,做到“聚”得有效,“聚”得适度,使f-TDI控制、活性NCO基的保留、预聚物产品的粘度与其它涂料成分的相容性等等方面得以平衡,这就是在对PU涂料中的多异氰酸酯组分“正名”之后悟出的道理,也就是我们主张的“直接合成法制造低f-TDI多异氰酸酯预聚物”这一技术途径的基本依据。
我们可以明暸,PU涂料中应用的种种多异氰酸酯组分在涂料化学与涂料工艺中的地位,就是预聚物。由TDI等单体与多元醇反应所制得的氨基甲酸酯型多异氰酸酯组分,在功能定位上自不待言,本就应归入预聚物名下,而究其组成,在现今的生产条件下,更是不可能获得与理论上的加成物相符的产品,所以平日所谓的“加成物”都是名不符实的。就像十几年来,基料树脂颜色浅白的双组分PU漆,不论其实际成分如何,都被称之为“聚酯漆”一样,我国自有PU涂料四十余年来,由TDI/TMP反应制成的双组分PU固化剂,不论其实际规格组成如何,都已为广大业者与用户称为“TDI三羟甲基丙烷加成物”,简称“三羟加成物”,甚至只要一说“加成物”,也很容易使人理解为就是指这类产品,这也许是各家著述中TMP/TDI的理论反应方程式给人的印象太深的缘故吧?那么,众口一词,约定俗成,只要产品好用,又何必去计较其名称在化学理论上是否确切?这个名称是否修订,不妨留待涂料标准化部门去解决。