[發明專利]一種制備含脲二酮基團的多異氰酸酯的方法

有效

• 申請號: 201210440885.8
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102942525A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 孫立冬;李建峰;尚永華;唐義權;王玉啟;華衛琦;嚴成岳;丁建生
• 申請（專利權）人: 煙臺萬華聚氨酯股份有限公司;寧波萬華聚氨酯有限公司
• 主分類號: C07D229/00
• 分類號: C07D229/00;B01J31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備具有高含量脲二酮基團的多異氰酸酯的方法。

背景技術

含有脲二酮基團的多異氰酸酯具有非常低的粘度，因此，其在低溶劑、高固含量涂料組合物中作為交聯劑組分應用性能比較優異。

制備具有高含量脲二酮基團的多異氰酸酯的關鍵在于催化劑的選擇，專利報道的催化劑主要包括叔膦類化合物、三氟化硼類化合物、吡啶類化合物。

DE?1670720公開了使用至少一種脂族取代的叔膦或三氟化硼類化合物制備含有脲二酮基團的多異氰酸酯的方法。使用該方法制備的多異氰酸酯具備較高的脲二酮基團含量，但其對異氰酸酯轉化率的依賴性較強，須在較低的異氰酸酯轉化率的下才能得到脲二酮基團含量高的多異氰酸酯。

CN?1502605B、CN?1660792B公開了制備含有脲二酮基團的多異氰酸酯的方法，均使用含有環烷基取代的或直接與磷原子鍵合的環烷基取代的叔膦作為催化劑。其缺點為，在制備含有脲二酮基團的多異氰酸酯的過程中是高度依賴于轉化率，即必須在較低的異氰酸酯轉化率的前提下得到脲二酮基團含量高的多異氰酸酯。另外，叔膦類化合物具有對空氣敏感的缺點，在工業規模的應用中受到了較大的限制。

US?8134014公開了使用稠環取代的氨基吡啶類化合物作為催化劑制備含有脲二酮基團的多異氰酸酯的方法，其制備的多異氰酸酯中脲二酮基團含量較高，且對適用的異氰酸酯沒有特殊限制，但吡啶類化合物易造成產物著色。

現有的催化劑在制備含有脲二酮基團的多異氰酸酯的過程中，都存在比較明顯的缺陷，使用叔膦類催化劑只能在較低的異氰酸酯原料轉化率的前提下，得到較高的脲二酮基團含量的多異氰酸酯；叔膦類化合物遇空氣不穩定，限制了工業化應用，氨基取代吡啶類化合物易導致產品著色。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備含脲二酮基團的多異氰酸酯的方法，該方法使用噁唑硼烷衍生物作為催化劑，催化異氰酸酯低聚反應制備含脲二酮基團的多異氰酸酯。使用該方法制備的多異氰酸酯具有脲二酮基團含量高，脲二酮含量對異氰酸酯轉化率的依賴性明顯改善，產品色度低等優點。

本發明采用如下技術方案：

一種制備含脲二酮基團的多異氰酸酯的方法，它包括在催化劑的存在下，使至少一種異氰酸酯發生低聚反應，制備含脲二酮基團的多異氰酸酯，其中所述催化劑為式I結構的噁唑硼烷衍生物：

其中，R¹選自氫、直鏈的或支化的C₁-C₂₀烷基、任意取代的C₇-C₁₅芳烷基或任意取代的C₆-C₁₂的芳基，優選自甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、苯基、苯甲基、甲氧基苯基、4-氯苯基或芐基；R²和R³相同，選自氫、直鏈的或支化的C₁-C₂₀烷基、任意取代的C₇-C₁₅芳烷基或任意取代的C₆-C₁₂的芳基，優選自氫、乙基、正丙基、正丁基、苯基、4-氯苯基或二甲苯基。

本發明的催化劑噁唑硼烷衍生物優選：

本發明所述的異氰酸酯選自脂肪族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯和芳香族異氰酸酯中的異氰酸酯，其中異氰酸酯的NCO官能度大于等于2。

本發明所述的異氰酸酯優選自四亞甲基-1，4-二異氰酸酯、五亞甲基-1，5-二異氰酸酯、六亞甲基-1，6-二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三甲基己二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、降冰片烷二亞甲基異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、對苯基二異氰酸酯；更優選自六亞甲基-1，6-二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯。

本發明所述的催化劑噁唑硼烷衍生物的用量為異氰酸酯用量的0.1-2mol％，優選為0.5-1mol％。

本發明所述的催化劑噁唑硼烷衍生物可以單獨或配置成溶液后使用，溶液濃度為0.5-5mol/L，優選為2-4mol/L，溶劑為不具備活潑氫的溶劑，優選芳香烴、鹵代烴或醚中的一種或多種，更優選甲苯、二甲苯、間三甲基苯、氯苯、二氯甲烷、四氫呋喃中的一種或多種。

本發明所述的異氰酸酯低聚反應的溫度20-120℃，優選50-100℃。