[發明專利]一種制備含脲二酮基團的異氰酸酯均聚物的方法

有效

• 申請號: 201310608843.5
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103613540A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 孫立冬;尚永華;孫中平;李建峰;唐義權;華衛琦;劉敏
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C07D229/00
• 分類號: C07D229/00;C07D251/30;C07D273/04
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技術領域

本發明涉及一種制備具有高脲二酮基團含量的異氰酸酯均聚物的方法。

背景技術

含有脲二酮基團的異氰酸酯均聚物具有非常低的粘度，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異氰酸酯均聚物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異氰酸酯均聚物的方法。使用該方法制備的異氰酸酯均聚物具備較高的脲二酮基團含量，但其轉化率較低。

CN?1502605?B、CN?1660792?B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異氰酸酯均聚物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異氰酸酯均聚物，這種技術的缺點為在分離制備的產品階段需要回收大量的未參與反應的異氰酸酯單體，能耗較高。

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，其制備的異氰酸酯均聚物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異氰酸酯均聚物的過程中，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異氰酸酯均聚物，需要分離回收大量的未反應的異氰酸酯單體，能耗較高；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異氰酸酯均聚物的方法，該方法使用膦硼化合物作為催化劑，催化異氰酸酯均聚反應制備含脲二酮基團的異氰酸酯均聚物。使用該方法制備的異氰酸酯均聚物脲二酮基團含量高且脲二酮含量對原料異氰酸酯轉化率的依賴性明顯改善，產品色度低。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種制備含脲二酮基團的異氰酸酯均聚物的方法，它包括在催化劑的存在下，使至少一種異氰酸酯發生均聚反應，制備含脲二酮基團的異氰酸酯均聚物，其中所述催化劑為式Ⅰ結構的膦硼化合物：

其中，R₁、R₂和R₃獨立地選自直鏈的或支化的C₁-C₂₀烷基，任意取代的C₃–C₂₀的環烷基，任意取代的C₇-C₁₅芳烷基或任意取代的C₆-C₁₂的芳基；優選甲基，直鏈的或支化的C₃-C₂₀烷基，烷基取代的C₃–C₂₀的環烷基，烷基取代的C₇-C₁₅芳烷基或烷基取代的C₆-C₁₂的芳基、烷氧基取代的C₆-C₁₂的芳基；更優選自甲基、正丁基、叔丁基、環丙基、環己基、苯基和甲氧基苯基。其中，烷基取代的C₃–C₂₀的環烷基是指被取代基取代后的基團總的碳原子個數為3～20，烷基取代的C₇-C₁₅芳烷基是指被取代基取代之后的基團總碳原子個數為7～15，烷基取代的C₆-C₁₂的芳基是指被取代基取代后的基團總碳原子個數為6～12，烷氧基取代的C₆-C₁₂的芳基是指被取代基取代后的基團總碳原子個數為6～12。

本發明的催化劑膦硼化合物優選以下催化劑中的一種或兩種或多種：

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一種異氰酸酯，其中異氰酸酯的NCO官能度≥2。