專利名稱：一種甲苯二異氰酸酯三聚體固化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲苯二異氰酸酯三聚體固化劑，特別是涉及一種基于甲苯二異氰酸酯的游離單體含量低于O. 7%，二甲苯容忍度高于4的三聚體聚氨酯固化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
利用脂肪族和芳香族二異氰酸酯制備含異氰脲酸酯基團的聚氨酯固化劑的方法已經(jīng)公開很長時間并被描述在大量出版物和專利中。甲苯二異氰酸酯(TDI)在催化作用下可以聚合生成異氰脲酸酯六元環(huán)結(jié)構(gòu)(又稱三聚體)。由于異氰脲酸酯六元環(huán)具有較高的官能度，熱分解溫度高，本身又是一種剛性環(huán)，在與羥基組分結(jié)合時可以迅速交聯(lián)成膜，膜的交聯(lián)密度大，硬度高，附著性能好，并且有極好的熱穩(wěn)定性。因此由TDI生成的三聚體制品在涂料、粘合劑、彈性體、泡沫塑料等領(lǐng)域有著廣泛的應用。
評價聚氨酯固化劑的指標有(1)色淺透明，要求達到“水白色”、粘度低、有足夠的官能度和反應活性且貯存穩(wěn)定，這主要是要求副反應要少；(2)與樹脂組分混溶性良好，這與體系的極性和聚合物分子量分布相關(guān)；(3)異氰酸酯單體含量盡可能低， GB18581-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》規(guī)定聚氨酯涂料中游離TDI含量不大于O. 7%。游離的異氰酸酯單體有著較大的毒性，而且低游離單體固化劑具有較低的粘度、較長的釜中壽命和較長的儲存期。(4) NCO基團含量高，NCO基團含量是評價聚氨酯固化劑好壞的又一重要指標，含量越高，其后續(xù)產(chǎn)品性能越好。
就涂料工業(yè)的應用而言，因為異氰脲酸酯六元環(huán)的強極性，使得TDI三聚體在與羥基樹脂匹配時具有選擇性，與多數(shù)羥基樹脂尤其是與主要以甲苯、二甲苯作溶劑的羥基丙烯酸樹脂不能很好的相溶，使其應用范圍受到一定的限制。另外，在聚氨酯固化劑合成領(lǐng)域，中國國內(nèi)的技術(shù)水平與國際先進水平存在極大的差距。國外產(chǎn)品游離TDI含量均可達到歐洲標準的無毒級(< O. 5%)，而國內(nèi)據(jù)文獻報道的最高水平只能達到1%左右，且產(chǎn)品粘度高，有效NCO值低，與聚氨酯漆相容性差。
降低固化劑中降低游離TDI含量的工藝包括分子篩、溶劑萃取、薄膜蒸發(fā)法和化學合成法。
美國專利US 4061662公開了通過使固化劑反應產(chǎn)物經(jīng)過分子篩實現(xiàn)脫除未反應的TDI的技術(shù)方案；但是存在分子篩脫附困難等缺點，致使大量單體浪費，所需分子篩不能重復利用，成本高，污染環(huán)境。
日本三井公司采用溶劑萃取法來降低游離TDI單體含量。溶劑萃取法利用TDI聚合物和TDI單體在特定的混合溶劑中溶解性的不同，將游離TDI單體經(jīng)過多次浸泡、溶解、 洗滌的工藝萃取出來，將萃取液再經(jīng)處理回收其中的TDI單體。該方法需大量溶劑多次提取，工藝繁瑣，轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)效率低，而且萃取液需要分離回收處理，能耗大，生產(chǎn)成本高。
發(fā)明者張心亞, 麥志遠, 黃洪, 陳卓, 陳煥欽 申請人:華南理工大學