[發明專利]一種制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法

在審

• 申請號: 202011582235.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112724362A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王植源
• 申請（專利權）人: 王植源
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/08
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;劉春成

本申請公開了一種制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法，該方法包括：步驟1)：將單一溶劑與PPDI混合，再加入脫水多元醇，形成反應原料體系，之后進行反應，得到預聚物；步驟2)：將所述預聚物進行蒸發，得到輕組分和PPDI聚氨酯預聚體，所述輕組分包括所述單一溶劑和PPDI。本發明制得的預聚體中游離的PPDI質量分數降低至1～0.1％；且本發明在薄膜蒸發器蒸發過程中無PPDI晶體析出，無冷凝器堵塞現象。

技術領域

本發明屬于預聚體制備技術領域，具體涉及一種制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法。

背景技術

聚氨酯配方靈活、產品形式多樣、制品性能優良，在各行業中的應用越來越廣泛。除了澆筑型聚氨酯，其他類型的聚氨酯合成目前普遍采用預聚體法，即過量的異氰酸酯和低聚物多元醇在一定條件下合成預聚物(NCO:OH大于1:1)，然后再將預聚物與擴鏈交聯劑混合成型的方法。例如，通常使用異氰酸酯單體大過量，以減少大分子量物質的生成，生成具有線性規則結構的預聚體，如ABA、ABABA等，其中A代表二異氰酸酯，B代表二元醇，用于制備優良物理性能的聚氨酯彈性體，然而大量的異氰酸酯單體不會全部反應，預聚體中仍然含有很多未反應的異氰酸酯單體。常規合成方法制備的預聚體具有較多殘留的異氰酸酯單體，范圍是1～10％，這些游離的異氰酸酯單體本身有刺激性氣味，容易揮發且具有較強的毒性，在人體中具有累積性和致癌性，威脅人體健康，因此許多國家對工業場所空氣中異氰酸酯的允許濃度制定了嚴格規定。聚氨酯預聚體的常規制備方法是將多元醇與過量的異氰酸酯單體混合反應，不經過任何處理，直接與擴鏈劑反應或存貯待用。常規法制備的預聚物中游離異氰酸酯單體含量通常在5％左右、甚至更高，在存貯過程中，游離的異氰酸酯單體容易變質或與水發生反應，使預聚體質量發生變化，影響擴鏈后聚氨酯的質量。而低游離預聚物的游離單體含量在小于1％通常在0.1～0.5％左右或更低，因此低游離預聚體更符合環保要求，存貯期更長，不宜變質。

相對于常規聚氨酯預聚體而言，低游離聚氨酯預聚體在性能上表現更為優異，如流動性好、凝膠時間長且成型速度快，從而縮短了脫模時間，提高了生產效率；其次低游離預聚體分子鏈具有結構規整性，硬段相具有更高的結晶度，因此制品具有內生熱小、動態力學性能突出、整體強度和模量高的優點，因此更適合應用于動態性能要求高的工作場所。所以隨著人類環保意識的增強、對產品性能要求的提高以及聚氨酯應用范圍的擴展，低游離預聚體必然是以后聚氨酯發展的重要趨勢。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足及缺陷，本發明的目的在于提供一種制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法，該方法簡單，能夠連續化生產，且制得的預聚體中游離PPDI含量較低。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法，包括：

步驟1)：將單一溶劑與PPDI混合，再加入脫水多元醇，形成反應原料體系，之后進行反應，得到預聚物；

步驟2)：將所述預聚物進行蒸發，得到輕組分和含PPDI聚氨酯預聚體，所述輕組分包括所述單一溶劑和PPDI。

在上述制備低游離PPDI聚氨酯預聚體的方法中，作為一種優選實施方式，所述單一溶劑為經過純化處理后的溶劑，優選地，所述純化處理包括：將脫水多元醇、PPDI和未經過純化處理的單一溶劑混合、進行反應，將得到的反應產物進行蒸發，得到所述單一溶劑，所述單一溶劑中含有PPDI；優選地，在所述純化處理中，所述反應的溫度為60～70℃，反應時間為2～5小時；優選地，所述脫水多元醇和PPDI的總質量與所述未經過純化處理的單一溶劑的質量比為1:5～1:100(例如1:8,1:12，1：15，1:20,1:25，1:30，1:50,1:70，1:80，1:90)，所述PPDI和脫水多元醇的物質的量比為10:1～30:1(例如12:1,15:1，20:1，25:1)；優選地，所述蒸發在薄膜蒸發器中處理；更優選地，所述蒸發時溫度為110～130℃，真空度為0.1～2.0mmHg。通過所述純化處理，可去除所述原始溶劑(即未經過純化處理的單一溶劑)中的少量水或醇等。