[發(fā)明專利]一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法及其產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410422040.5
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104262578A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張心亞;郭紀(jì)帥
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C09D175/04;C07C271/28;C07C269/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，按羥基與NCO基團(tuán)的摩爾比為OH：NCO＝1：(25～30)將單羥基小分子醇與異氰酸酯單體混合，在20～60℃下反應(yīng)1～2h，得到聚氨酯預(yù)聚物；其中所述異氰酸酯單體為2,4-甲苯二異氰酸酯和/或2,6-甲苯二異氰酸酯；

(2)將曼尼希堿催化劑和極性溶劑混合攪拌成混合溶劑，再升溫至30～100℃預(yù)熱20～40min，將步驟(1)所得聚氨酯預(yù)聚物按質(zhì)量均勻等分為2～6份，分批次加入到混合溶劑中；曼尼希堿催化劑、極性溶劑以及分批加入的聚氨酯預(yù)聚物構(gòu)成反應(yīng)體系；

(3)待聚氨酯預(yù)聚物全部加入到反應(yīng)體系后，繼續(xù)于40～80℃下恒溫反應(yīng)1～8h，然后加入阻聚劑保溫反應(yīng)1～3h，再滴加單羥基小分子醇進(jìn)行保溫改性反應(yīng)1～4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻出料，所得產(chǎn)物即為聚氨酯固化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(1)所述單羥基小分子醇為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、正戊醇、環(huán)己醇、正辛醇或正十二醇中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(2)所述極性溶劑為丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯或乙酸丁酯中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(2)所述極性溶劑的量與所述異氰酸酯單體總質(zhì)量相等；步驟(2)所述曼尼希堿催化劑的量為異氰酸酯單體總質(zhì)量的0.1％～5％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(2)所述曼尼希堿催化劑的制備方法為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將150～200份的酚類化合物，與400～480份的二甲胺水溶液以及150～180份的甲醛在80～90℃下和5～10份稀鹽酸溶液催化下反應(yīng)2～4h，冷卻分層后棄水相，在100～150℃下減壓蒸餾，得到所述曼尼希堿催化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：在曼尼希堿催化劑的制備方法中，所述酚類化合物為苯酚、雙酚A、對苯二酚、叔丁基酚、2,4-二甲基酚、對壬基酚、對甲酚或萘酚；所述二甲胺水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％；所述稀鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(3)所述阻聚劑為硫酸、硝酸、磷酸、甲基對甲苯磺酸、乙酰氯、草酰氯、三氯乙酰氯或苯甲酰氯中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(3)所述阻聚劑的添加量為所述異氰酸酯單體總質(zhì)量的0.1～5％；步驟(3)所滴加的單羥基小分子醇與反應(yīng)體系中NCO基團(tuán)的摩爾比為：OH:NCO＝1:20～1:30。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法，其特征在于：步驟(2)所述的將聚氨酯預(yù)聚物分批次加入到混合溶劑中的具體操作為：控制反應(yīng)體系的溫度為40～80℃，首先將第一批次的聚氨酯預(yù)聚物加入到混合溶劑中，測定反應(yīng)體系初始的NCO基團(tuán)百分含量，然后反應(yīng)0.5～5h至反應(yīng)體系中的NCO基團(tuán)含量下降0.5％～15％；再加入第二批次的聚氨酯預(yù)聚物，第二批次的聚氨酯預(yù)聚物的加入量使反應(yīng)體系中的NCO基團(tuán)百分含量增加3％～8％，繼續(xù)反應(yīng)1～4h，至反應(yīng)體系中的NCO基團(tuán)含量下降1％～4％，然后再加入下一批次的聚氨酯預(yù)聚物；后續(xù)批次的聚氨酯預(yù)聚物的加入操作均按照第二批次的聚氨酯預(yù)聚物的添加操作及控制條件。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項所述的一種多批次加料方式合成聚氨酯固化劑的方法制備得到的聚氨酯固化劑，其特征在于：所述聚氨酯固化劑的固含量為50±2％，NCO基團(tuán)含量為7.0～8.0％，游離TDI百分含量不大于0.5％。