异氰酸基NCO含量快速测定方法

摘 要 本文研究了 TDI加成物和三聚体中的异意酸酯基 NCQ 含量的快速测定方法，该方法快速、简捷、精确度高，适合于聚氨酯树 脂合成过程中异割酸酯基NCO 含量的测定，提高了聚氨酯树脂合成终点判断的准确性。关键词 异割酸酯基NCO 含量快速测定方法提高聚氨酯树脂合成终点判断准确性前言近年来，聚氨酯产品的应用相当广泛，在涂料行业中，聚氨酯涂料以其优异的性能及性价比成为广受欢送的产品，木用涂料中聚氨 酯涂料的比例占到 70%80%。双组分聚氨酯涂料是由含有异割酸酯基-NCO的甲组分和含有羟基乙组分组成，在生产含有异割酸酯基-NCO的甲组分通常为加成物或三聚体时，需要通过检验其异割酸酯基-NCO的含量来确定合成反响的终点，如反响过头会导致产品的异割酸酯基-NCO的含量降低，降低成膜时的交联密度，降低漆膜的多项性能，严重的会导致产品在反响釜内胶化，无法使 用并严重影响生产，所以过程检验的及时性及准确性对聚氨酯涂料的生产来说是相当重要的。但从很多资料上介绍的异意酸酯基-NCQ含量的测定方法来看，单次测定异割酸酯基-NCO含量的时间需要 50分钟至 90分钟，用这样的方法进行过程质量控制，很难及时判断反响终点，不利于产品质量的控制，同时也给生产带来很大的平安隐患。为了在不影响检验结果准确性的前提下，提高检验的及时性， 笔者通过相当多的试验，总结出了一种快速、准确的检验方法。1异割酸酯基-NCO含量检验方法的现状1.1测试原理大局部资料中介绍的测试原理都根本一致，都是利用异割酸酯基与过量的二正丁胺反响生产服，再用盐酸滴定过量的二正丁胺来定 量计算异割酸酯基的含量。R-NCO+C4H92NH RNHCONC4H92 C4H9 2NH+HCL C2H9 2NH HCL1. 2操作步骤准确称取 3克左右的样品于干净锥形瓶中，参加 20ml 无水甲苯或 1+1甲苯环已酮,使样品溶解，用移液管参加 10.0ml 二正丁胺 -甲苯溶液，摇匀后，室温放置 2040min，参加 4050ml 异丙醇或乙醇，以几滴漠甲酚绿为指示剂，用 0.5mol/lHCL 标准溶液滴定， 当溶液由蓝色变黄色为终点。并做空白试验。结果计算公式：式中：V0空白耗用 HCL 标准溶液的体积，ml ;V1 试样耗用 HCL 标准溶液的体积，ml ;c HCL 标准溶液的浓度，mol/ L ;m- 试样的质量，g。1.3 检测时间分析取样：5 10 min；称量样品：约 1min；参加溶剂并摇匀：约 2min；参加二正丁胺后摇匀：8-15 min ；室温放置：20 - 40min；加溶剂及指示剂：35 min ；滴定：5 10 min；计算：25 min；合计时间：46 89 min。即当检验结果出来时，产品在反响釜中已继续反响了4789 min, 一般在近反响终点时需每隔半小时或20分钟取样进行检验，以确定反响终点。2快速检测方法2.1测试原理与前面 1.1内容一致.2.2操作步骤称取试样2 土 0.2 g准确至 0.001g , NC 渣量大于 20%时，称取样品 1 克左右于 100ml 的滴定杯中，参加 25ml 乙酸乙酯，摇匀使 溶解，用瓶颈加液器准确参加 10ml 二丁胺-甲苯溶液测定纯 TDI 样品时，二丁胺-甲苯溶液的参加量为 20ml 。充分摇匀后，不需放置， 置于电位滴定仪上，用已设置好的方法进行滴定，标准溶液为0.5mol/L 盐酸乙醇溶液，仪器会自动计算结果并显示在屏幕上按同样的方式做空白试验。2.3测试时间分析取样：5 10 min；称量样品：约 1min ；参加溶剂并摇匀：约 2min；参加二正丁胺后摇匀：3-5 min ；滴定：48 min ；合计时间：15 26 min。耗用的时间是常规方法的三分之一，大大的缩短了检测时间，提高了终点判断的及时性。3对快速方法的评价由于二正丁胺与二异割酸酯的反响速度很快，常温下，3分钟内即可反响完全，所以在样品与二正丁胺充分混合均匀时间为3- 5分钟后取消室温放置时间，直接进行滴定，对检测结果不会有明显影响。用 25ml 乙酸乙酯溶剂取代了 20ml 无水甲苯或 1+1甲苯环已酮和 4050ml 异丙醇或乙醇溶剂，减少了化学试剂的用量，不 仅节约了本钱，减少了甲苯对检验人员身体健康的损害，还减少了检验产生的废液量，更利于环境保护。另外，为了缩短整个测试过程并提高测试结果的准确性，用瓶颈加液器取代老式的移液管参加二正丁胺-甲苯溶液，用电位滴定仪自动滴定取代普通滴定管手工滴定。3.2方法准确性分析用常规测试方法和快速测试方法测定同一样品，分析两者结果的差距来判断两方法准确性的差异。从表一数据可以看出，用快速测定方法和常规测定方法对同一样品进行测试，结果非常相近，两者的相对偏差都在1%以下，所以两方法的准确性相当。3.3方法精密度分析用上述快速测定方法分别重复测定如下3 类样品的 NC 渣量，分析该方法的精密度， 实验时环境温度为25 土 5 C，试验数据见表二。1# 样品为 TDI 加成物；2# 样品为 TDI 三聚体；3#样品为加成物与三聚体的混合物。从表二数据可知，同一样品重复测试结果的极差及标准偏差均较小，该方法的精密度很好。4结论通过上述大量的试验数据说明，该快速测定方法分析过程简便，大大缩短了分析时间，节约了化学试剂的用量，减少了废弃物的排放，且精密度很好，准确度与常规方法相当，能有效地用于聚氨酯合成的过程质量控制和反响终点判断，有很好的推广和实用价值。3.1与常规测定方法的不同之处:表一方法准确性分析数据式样编号 NC0含量测试结果%两者绝对偏差两者相对偏差兑常规方法快速方法A2.032.01-0.020.99B3.303.32+0.020.61C4.995.03+0.040.80D6.546.50-0.040.61E7.727.74+0.020.26F8.738.70-0.020.34G9.339.38+0.050.54H9.809.74-O.OS0.61I11.9711.91-0 060.50J48.2048.30+0. 100.21表二精密度分析实验敬据X3#样洛、样品#样品2#样品字号17.2619.7959.01527.2709.8119.01337.2659.8049.02847.2609.8149.02257.2719.7968.99867.2809.8018.99577.2909.7869.02687.2609.8008.99697.2759.8209.02110T.2609.8129.025117.2809.8259.011吸差0.0300.0390.033平均值7.2709.8069.014标准偏差0.0102 0.0117 0.0123