摘 要 本文研究了TDI加成物和三聚体中的异氰酸酯基（NCO）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氰酸酯基（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 异氰酸酯基（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迎的产品，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氰酸酯基（-NCO）的甲组分和含有羟基乙组分组成，在生产含有异氰酸酯基（-NCO）的甲组分（通常为加成物或三聚体）时，需要通过检验其异氰酸酯基（-NCO）的含量来确定合成反应的终点，如反应过头会导致产品的异氰酸酯基（-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应釜内胶化，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氰酸酯基（-NCO）含量的测定方法来看，单次测定异氰酸酯基（-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，很难及时判断反应终点，不利于产品质量的控制，同时也给生产带来很大的安全隐患。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 异氰酸酯基（-NCO）含量检验方法的现状
1.1 测试原理
大部分资料中介绍的测试原理都基本一致，都是利用异氰酸酯基与过量的二正丁胺反应生产脲，再用盐酸滴定过量的二正丁胺来定量计算异氰酸酯基的含量。
R-NCO+(C4H9)2NH→RNHCON（C4H9)2（C4H9）2NH+HCL→（C2H9）2NH·HCL
1．2 操作步骤
准确称取3克左右的样品于干净锥形瓶中，加入20ml无水甲苯（或1+1甲苯环已酮）,使样品溶解，用移液管加入10.0ml二正丁胺-甲苯溶液，摇匀后，室温放置20～40min，加入40～50ml异丙醇（或乙醇），以几滴溴甲酚绿为指示剂，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
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时间
分析
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取样：5～10 min；
称量样品：约1min；
加入溶剂并摇匀：约2min；
加入二正丁胺后摇匀：8～15 min；
室温放置：20～40min；
加溶剂及指示剂：3～5 min；
滴定：5～10 min；
计算： 2～5 min；
合计时间：46～89 min。
即当检验结果出来时，产品在反应釜中已继续反应了47～89 min，一般在近反应终点时需每隔半小时或20分钟取样进行检验，以确定反应终点。
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±0.2）g(准确至0.001g，NCO含量大于20%时,称取样品1克左右）于100ml的滴定杯中，加入25ml乙酸乙酯，摇匀使溶解，用瓶颈加液器准确加入10ml二丁胺-甲苯溶液（测定纯TDI样品时，二丁胺-甲苯溶液的加入量为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；
加入溶剂并摇匀：约2min；
加入二正丁胺后摇匀：3～5 min；
滴定：4～8 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
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3.1 与常规测定方法的不同之处：
由于二正丁胺与二异氰酸酯的反应速度很快，常温下，3分钟内即可反应完全，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40～50ml异丙醇（或乙醇）溶剂，减少了化学试剂的用量，不仅节约了成本，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加入二正丁胺-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别。
从
表
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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NCO含量，分析该方法的精密度，实验时环境温度为(25±5)℃，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表明，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应终点判断，有很好的推广和实用价值。
浙公网安备 33021202002483