[發(fā)明專利]一種用于異氰酸酯與巰基反應(yīng)的催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010636820.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111848666B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃星;余曉夢(mèng);崔麗云;萬(wàn)歡;桂振東;皮亞斌;高旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢長(zhǎng)盈鑫科技有限公司
• 主分類號(hào): C07F7/22
• 分類號(hào): C07F7/22;B01J31/12;C07C333/04;C08G18/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發(fā)明公開了一種用于異氰酸酯與巰基反應(yīng)的催化劑，通過巰基硅烷與二醋酸二丁基錫反應(yīng)而成，對(duì)異氰酸酯與巰基的反應(yīng)有非常高的反應(yīng)活性，并且最終轉(zhuǎn)化率非常高，解決了異氰酸酯與巰基反應(yīng)的難點(diǎn)，為聚氨酯材料引入含巰基的材料提供了更多的技術(shù)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種可以高效的催化異氰酸酯與巰基反應(yīng)的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

異氰酸酯與巰基可以反應(yīng)生產(chǎn)硫代氨基甲酸酯，這種特殊的聚氨酯結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)聚氨酯結(jié)構(gòu)相比有更好的低溫柔韌性，更佳的附著力特點(diǎn)。但是，由于異氰酸酯與巰基的反應(yīng)活性非常低，典型的異佛爾酮二異氰酸酯與3-巰丙基三甲氧基硅烷的反應(yīng)通常情況下需要在二月桂酸二丁基錫的催化下保持80℃反應(yīng)7小時(shí)以上(余宗萍,邱鳳仙,丁海琳,等.紫外光固化巰基丙烯酸酯的合成及性能[J].信息記錄材料,2015,v.16；No.85(06):14-17.)。而異氰酸酯通常與羥基在相同的反應(yīng)條件下時(shí)間只需要2-4小時(shí)就反應(yīng)完畢了，過長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間會(huì)影響生產(chǎn)效率，且高溫下長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)會(huì)造成水分與異氰酸酯的副反應(yīng)變多，影響產(chǎn)品性能。有文獻(xiàn)報(bào)道三乙胺作為催化劑對(duì)異氰酸酯與巰基的反應(yīng)活性較好，在實(shí)際制備聚氨酯丙烯酸酯的反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)三乙胺的氣味非常大，殘留的氣味難以去除，無(wú)法制備凈味產(chǎn)品，并且三乙胺對(duì)異氰酸酯與羥基的反應(yīng)選擇性較差，對(duì)催化異氰酸酯與水分的副反應(yīng)有較高的活性。在同時(shí)需要催化異氰酸酯與羥基反應(yīng)、異氰酸酯與巰基反應(yīng)的體系中，三乙胺會(huì)造成異氰酸酯與水分反應(yīng)的副反應(yīng)變多，影響產(chǎn)品的粘度及結(jié)構(gòu)規(guī)整性，對(duì)性能不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種烷氧基化的有機(jī)錫催化劑，其對(duì)異氰酸酯與巰基的反應(yīng)具有非常高的選擇性，其催化活性比常規(guī)的二月桂酸二丁基錫高很多，在非常溫和的條件下，在較短的時(shí)間內(nèi)即可完成催化反應(yīng)。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種用于異氰酸酯與巰基反應(yīng)的催化劑，其結(jié)構(gòu)如式1所示，其中R＝-OCH₃或-OCH₂CH₃。

上述用于異氰酸酯與巰基反應(yīng)的催化劑的制備方法，主要步驟如下：

S-1:將巰基硅氧烷與二醋酸二丁基錫加入反應(yīng)器中，攪拌均勻，加熱至80-100℃，維持反應(yīng)3-6小時(shí)；

S-2:保持反應(yīng)溫度80-100℃然后接上冷凝管對(duì)體系進(jìn)行抽真空，使得真空度保持在-0.1MPa以下，將反應(yīng)生成醋酸抽走，直至冷凝管上無(wú)低沸物滴下；

S-3:保持反應(yīng)溫度100-120℃繼續(xù)抽真空2-4小時(shí)，將過量的巰基硅氧烷抽走，停止反應(yīng)將產(chǎn)物出料，即為如式1所示的催化劑，密封保存。

上述制備方法中，所述的巰基硅氧烷與二醋酸二丁基錫的摩爾比為(2.0-2.4)：1。

上述制備方法中，所述的巰基硅氧烷是3-巰丙基三甲氧基硅烷與3-巰丙基三乙氧基硅烷中的一種或兩種按任意比例的混合物。

上述制備方法中，S-1步驟中的反應(yīng)溫度為80-100℃，優(yōu)選為90-100℃。

上述制備方法中，S-2步驟中的真空度為＜0.1MPa，優(yōu)選為真空度＜0.05MPa。

上述制備方法中，S-3步驟中的反應(yīng)溫度為100-120℃，優(yōu)選為110-120℃。

上述制備方法的反應(yīng)原理如式2所示，其中R＝-OCH₃或-OCH₂CH₃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：