[發明專利]一種多異氰酸酯組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202011446298.0
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112574389B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 孫立冬;王少華;孫淑常;尚永華;史培猛;胡浩;王暖程;吳永康
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08G18/79
• 分類號: C08G18/79;C08G18/09
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本發明提供一種多異氰酸酯組合物，其中三分子聚合物占所述多異氰酸酯組合物質量的60～80％，其含有下述式(Ⅰ)所示異氰脲酸酯三聚體和式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示的亞氨基噁二嗪二酮三聚體本發明可在不使用特殊催化劑的情況下以較高的轉化率制備得到低粘多異氰酸酯組合物。

技術領域

本發明提供一種多異氰酸酯組合物及其制備方法。

背景技術

衍生自脂肪族二異氰酸酯的含有異氰脲酸酯的多異氰酸酯組合物由于其耐候性、耐熱性優異，因此被廣泛應用于汽車、建筑內外飾、家電等的涂料，特別是汽車修補漆、清漆等高端領域。近年來，由于各國政府對環境保護要求日漸嚴厲，為了能夠減少涂料組合物在應用過程中有機溶劑的使用，用作固化劑的多異氰酸酯趨向低粘度化方向發展。

目前已經公開了的用于制備包含異氰脲酸酯結構的低粘多異氰酸酯組合物的方法主要有降低反應轉化率以增加低分子聚合物含量和通過改性手段引入低粘改性成分。

在本技術領域，實際應用中所說的異氰脲酸酯型多異氰酸酯通常是指異氰酸酯單體通過三聚反應得到的三分子聚合物(后簡稱三聚體)、五分子聚合物、七分子聚合物及多分子聚合物(聚合度大于七的聚合物)的混合物。一般來講，含有單環結構的三聚體的含量越多，多異氰酸酯組合物的粘度越低。

CN107868226A公開了一種窄分布二異氰酸酯三聚體的制備方法，其中通過一種非均相三聚反應制備得到了三聚體含量為65％-90％的低粘多異氰酸酯組合物，但其選用的三聚催化劑為N-烷基化固體催化劑，該催化劑制備過程較為復雜。

US4801663中描述了一種異氰脲酸酯單環結構比例較高的低粘多異氰酸酯組合物，異氰脲酸酯單環聚合物的比例高達70％-75％以上，但其反應轉化率只能達到12％-21％，反應的總收率顯著降低。該方法需要從最終反應產物中除去大量未反應的單體，大大增加了該方法的成本。

CN1757639A公開了一種含有亞氨基噁二嗪二酮基團的低粘多異氰酸酯的制備方法，其中，對于含有不低于三個NCO基團的脂肪族二異氰酸酯聚合物，亞氨代噁二嗪二酮結構具有最低的粘度，通過引入亞氨代噁二嗪二酮結構，能夠降低多異氰酸酯組合物的粘度，但在引入亞氨代噁二嗪二酮結構過程中需要使用(氫多)氟化物作為催化劑，其工業廢氣中存在較高的HF比例，且催化劑溶液具有腐蝕性。

US5454344A公開了一種多異氰酸酯組合物以及使用其的涂料組合物和粘合劑組合物，其通過控制組合物中異氰脲酸酯環三聚體的含量低于60％及脲二酮二聚體的含量高于10％實現了產品粘度的降低，脲二酮分子量低，自身粘度低，能夠有效地降低組合物的粘度，但脲二酮屬于線性結構，交聯性和熱穩定性較差，存在儲存過程中單體含量增多的情況。

通過現有技術可知，目前公開的用于制備低粘異氰脲酸酯型多異氰酸酯的技術需要通過引入亞氨基噁二嗪二酮、脲二酮進行改性，或者降低反應轉化率或使用特殊催化劑。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種異氰脲酸酯型多異氰酸酯組合物，其不通過降低反應轉化率或使用特殊催化劑獲取，同時具有較低的粘度。

本發明的另一個目的在于提供一種脂肪族多異氰酸酯組合物的制備方法。

通過進行深入研究，結果發現，在以二異氰酸酯單體為原料進行三聚的過程中加入單異氰酸酯，能夠增多體系中三聚體的含量，降低產品的粘度，同時使反應以較高的轉化率進行。基于上述發現，完成了本發明。

一種低粘多異氰酸酯組合物，該多異氰酸酯組合物含有由脂(環)族異氰酸酯單體通過三聚反應得到的具有異氰脲酸酯結構的多異氰酸酯，其中，所述多異氰酸酯組合物中三聚體質量占60～80％，所述三聚體除含有式(1)和式(2)所示的二異氰酸酯三聚體之外，還含有下式(Ⅰ)所示的異氰脲酸酯三聚體A和式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示的亞氨基噁二嗪二酮三聚體B、C。