[發明專利]一種抗劃傷TDI及IPDI多聚物聚氨酯固化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201410414599.3
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105367745A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 許鈞強;康倫國;姚東生;陽京輝
• 申請（專利權）人: 合眾(佛山)化工有限公司;佛山沃而泰化工有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/42;C09D175/04
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技術領域

本發明涉及一種聚氨酯固化劑的制備方法，尤其涉及到一種抗劃傷TDI及IPDI多聚物聚氨酯固化劑。

背景技術

目前，市場上常用的多聚物聚氨酯固化劑為TDI/HDI、MDI/TDI、MDI/HDI，產品中含有二甲苯和醋酸乙酯等有毒溶劑；固化劑含有一定量的游離單體HDI和TDI，它們是有毒化學品，化學性質非常活潑，揮發性高，具有強烈的刺激性氣味和催淚作用，吸入后刺激呼吸系統，引起頭痛支氣管炎，嚴重的會導致死亡，并對環境造成嚴重污染。

IPDI異佛爾酮二異氰酸酯是一種脂環族異氰酸酯，IPDI反應活性比芳香族異氰酸酯低，但IPDI與羥基的反應速度比HDI與羥基的反應速度快4～5倍。異佛爾酮二異氰酸酯IPDI制成的聚氨酯固化劑具有優異的光穩定性、耐共黃變性和耐化品性，但價格成本高。

發明內容

本發明旨在提供一種抗劃傷TDI及IPDI多聚物聚氨酯固化劑的制備方法。

為了解決上面所述的技術問題，本發明采用具有剛性對稱結構的低分子量聚酯多元醇在催化劑作用下與TDI、IPDI反應生成TDI/IPDI多聚物聚氨酯固化劑，由于IPDI反應活性比芳香族異氰酸酯低，為了減少副反應，同時縮短反應時間，采用聚酯多元醇滴加方式進行；本發明所用聚酯多元醇采用苯酐、對苯二甲酸、間苯二甲酸或其衍生物與TMP、二元醇進行酯化反應而成；由于TDI及IPDI多聚物固化劑分子中含有對稱芳環結構，具有剛性，從而提高了抗刮性、硬度和耐磨性。添加適量的已二酸或癸二酸，改善固化劑成膜的柔韌性，降低了固化劑粘度，提高了固化劑的透明性。

用于聚氨酯固化劑的聚酯多元醇分子量控制在Mr800～2000之間，分子量大，與多異氰酸酯單體反應易形成聚氨酯彈性體。聚酯多元醇的產品羥值控制在120～150mgKOH/g，聚酯多元醇羥值大，固化劑的粘度小，對提高NCO含量有利，羥基低，聚酯多元醇聚合度(分子量)越大，合成的固化劑粘度就越高，導致固化劑溶解性能變差；但羥基不能過高，否則固化劑成本也越高。聚酯多元醇的產品酸值控制在0.3～1.0mgKOH/g，酸值不能小于0.2mgKOH/g以下，否則反應速度太快難以控制，最好控制在0.3～0.6mgKOH/g。

由于二甲苯毒性大，大多數都不用二甲苯作合成中的回流溶劑，現在都用比較低毒的醋酸乙酯回流溶劑和兌稀溶劑，但醋酸乙酯還是毒性較大，沸點低(77℃)，易揮發用量大，做高固含聚氨酯固化劑溶解性差，粘度高，使用不方便；本發明采用環保的碳酸二甲酯作回流溶劑和兌稀溶劑，沸點高(90℃)，溶解性好，滿足高固含聚氨酯固化劑的要求。

為了解決上面所述的技術問題，本發明采取以下技術方案：本發明涉及一種抗劃傷TDI及IPDI多聚物聚氨酯固化劑的制備方法，包括以下組分：低分子量聚酯多元醇25～40％、甲苯二異氰酸酯15～40％、異佛爾酮二異氰酸酯12～25％、DBTL催化劑0.05～0.3％、碳酸二甲酯25～50％；所述低分子量聚酯多元醇的組分是：苯酐10～25％、間或對苯二甲酸10～25％、已二酸或癸二酸3～8％、三羥甲基丙烷7～15％、二元醇25～45％、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5～1.0％、Sb₂O₃/DBTL(3/1)催化劑0.05～0.3％、碳酸二甲酯5～12％；所述二元醇為丙二醇、二甘醇、新戊二醇的一種或其組合。

本發明提出一種抗劃傷TDI及IPDI多聚物聚氨酯固化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)、制備低分子量聚酯多元醇，其制備工藝如下：在合成釜中，按配方量依次加入苯酐、間或對苯二甲酸、已二酸或癸二酸、三羥甲基丙烷、二元醇、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、Sb₂O₃/DBTL(3/1)催化劑、碳酸二甲酯，通入氮氣10min，排除釜內的空氣，在氮氣保護下加熱并攪拌；當釜溫升至180℃左右時，開始出水時，每隔0.5h取樣測定酸、羥值，繼續升溫至240℃左右保溫，并控制出水溫度為95～105℃，反應時間為1.5～2h，出水量達到理論出水量的90％以上，且基本恒定時，酯化反應結束；然后在常壓及氮氣保護下降溫至180℃，停止通入氮氣，開始抽真空，在0.08MPa真空度下抽30min、在0.09MPa真空度下抽30min、然后在0.095MPa真空度下抽1h，同時邊抽真空邊升溫到240℃左右，取樣測定酸值、羥值，達到要求后出料備用；