[發(fā)明專利]一種1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物的制備方法

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• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113429542A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 張源;李洋
• 申請（專利權）人: 吉林中科優(yōu)銳科技有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/42;C08G18/10;C08G18/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 裴閃閃

一種1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物的制備方法。本發(fā)明屬于聚氨酯預聚物制備領域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有聚氨酯預聚物制備方法存在的技術問題。本發(fā)明的方法：步驟1：先將惰性極性有機溶劑和高沸點酯類溶劑混合均勻得到干燥的惰性復合溶劑；步驟2：加入高熔點異氰酸酯加熱攪拌至異氰酸酯完全溶解；步驟3：將多元醇真空加熱脫水；步驟4：將異氰酸酯均相溶液和預處理后的多元醇通過計量泵泵入管式反應器中進行預聚反應；步驟5：加入穩(wěn)定劑和抗氧劑，采用高真空分離裝置分離出預聚物，用惰性氣體封存，得到1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物。本發(fā)明的方法降低副反應發(fā)生，縮短停留時間，提升生產(chǎn)效率,提高了預聚物的存儲穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于聚氨酯預聚物制備領域，具體涉及一種1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物的制備方法。

背景技術

聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，被廣泛應用于輕工、化工、電子、建筑、汽車、紡織、醫(yī)療、國防、航空航天等國民生活的各個領域，已成為當前高分子材料中品種最多、用途最廣、發(fā)展最快的特種有機合成材料。

澆注型聚氨酯彈性體因其靈活多變的結構和便捷的操作性在工業(yè)中大規(guī)模地使用。通過將聚氨酯預聚物與不同的醇類或胺類擴鏈劑混合后澆注于特定的模具中，可制得性能各異、滿足不同應用需求的制品。

通常合成聚氨酯預聚物的方法是將過量的二異氰酸酯(亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)/甲苯二異氰酸酯(TDI)等)和多元醇(聚酯/聚醚等)混合，在一定的溫度下反應，形成異氰酸酯封端的預聚物。異氰酸酯和多元醇反應會快速釋放反應熱，如果反應溫度過高，這種放熱作用會促進不期望發(fā)生的副反應如形成異氰脲酸酯或碳化二亞胺，從而損害彈性體的性能。對于低熔點的二異氰酸酯，如MDI、TDI等，預聚合反應可以控制在80℃以下，實現(xiàn)均一的液相反應，從而降低副反應發(fā)生的幾率。而對于高熔點的二異氰酸酯如對苯二異氰酸酯(PPDI)、3,3’-二甲基-4,4’-聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)和1,5-萘二異氰酸酯(NDI)，特別是NDI，其熔點為127℃，為控制預聚物的NCO含量以及后續(xù)的操作性，NDI往往需要過量添加，因此預聚反應需要在超過其熔點的溫度下進行，但這種條件下副反應已經(jīng)相當大程度的發(fā)生，會引起預聚物的粘度升高及性能變化，導致難以穩(wěn)定存儲，通常需要在30分鐘內完成下一步澆注擴鏈反應，大大限制了其應用范圍。

利用溶劑法制備預聚物可避免預聚反應所經(jīng)歷的高溫過程，有利于控制不期望發(fā)生的副反應，但對于高熔點的異氰酸酯，特別是NDI體系，其在一般用于溶劑法制備預聚物的惰性酯類溶劑中的溶解度較低，要實現(xiàn)均勻的液相反應，通常需增加溶劑使用量或提高反應溫度，這不利于生產(chǎn)效率的提升及預聚物質量的控制。另外，由于NDI的沸點較高，達314℃，在后續(xù)分離溶劑和預聚物的過程中，要將部分未反應的NDI單體從預聚物中脫除以提高預聚物的存儲穩(wěn)定性，需要極高的溫度和真空度，這一方面對設備要求高，增加投入成本；另一方面過高的處理溫度會引起預聚物性能的劣化，同時整個周期相對較長，這對溶劑體系的選擇要求較高，否則會使生產(chǎn)效率降低。

對于一般釜式反應操作，反應釜的清潔是影響預聚物生產(chǎn)效率和批次間穩(wěn)定性的一個重要因素。反應結束排空之后，釜內壁會殘留一層NCO封端的預聚物，如不進行徹底清理，新批次的反應原料進入，會在釜內壁形成一層氨基甲酸酯，一方面影響預聚物的品質，另一方面，多批次生產(chǎn)后，此層物質會逐漸增厚，嚴重影響反應器的熱傳遞，使預聚反應變得難以控制。如每批次徹底清潔，必然導致生產(chǎn)效率低下。

擠出機和管式反應器的連續(xù)生產(chǎn)方式可以克服間歇釜式法反應器中物料殘留對于后續(xù)預聚物品質的影響，提升生產(chǎn)效率，但依舊沒能解決預聚反應中面臨的高溫過程，同時要使聚合流體在短時間內實現(xiàn)大幅度降溫，這對設備的溫度控制及操作的精確度要求極高，增加了設備的投入成本和管控難度，稍有波動，預聚物的品質和存儲穩(wěn)定性將難以保障。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了解決上述技術問題，而提供一種1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物的制備方法。

本發(fā)明的一種1，5萘二異氰酸酯聚氨酯預聚物的制備方法按以下步驟進行：