一種木器漆用耐黃變抗劃傷ipdi固化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚氨酯固化劑的制備方法，尤其涉及到適用于雙組分溶劑型聚氨 酯木器漆的一種耐黃變抗劃傷IPDI聚氨酯固化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年我國(guó)木器涂料的產(chǎn)量約為80萬噸，2010年，中國(guó)木器涂料產(chǎn)量合 計(jì)為106萬噸，其中聚氨酯涂料比例最高，約為70%，接下來依次是醇酸、硝基、UV、水性和 聚酯漆。而聚氨酯涂料是一類性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛的涂料，它有如下特點(diǎn)：漆膜機(jī)械性能 好、堅(jiān)韌、耐磨、豐滿、光亮、裝飾性強(qiáng)，是家具、住房裝飾、裝修涂料的重要品種。
[0003] 目前，市場(chǎng)上的常用的耐黃變聚氨酯固化劑大多為HDI縮二脲、HDI三聚體、HDI/ TMP加成物，HDI/TDI及HDI/MDI混合多聚體等，產(chǎn)品中含有二甲苯和醋酸乙酯等有毒溶劑； 固化劑含有一定量的游離單體HDI和TDI，它們是有毒化學(xué)品，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，揮發(fā)性 高，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味和催淚作用，吸入后刺激呼吸系統(tǒng)，引起頭痛支氣管炎，嚴(yán)重的 會(huì)導(dǎo)致死亡，并對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種適用于雙組分溶劑型聚氨酯木器漆的一種耐黃變抗劃傷 IPDI聚氨酯固化劑的制備方法。
[0005] 為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用具有剛性對(duì)稱結(jié)構(gòu)的低分子量聚酯多 元醇與IPDI反應(yīng)生成IPDI/聚酯加成物固化劑，而聚酯多元醇采用苯酐、對(duì)苯二甲酸、間苯 二甲酸或其衍生物與TMP、二元醇進(jìn)行酯化反應(yīng)而成；由于IPDI/聚酯加成物固化劑分子中 含有對(duì)稱芳環(huán)結(jié)構(gòu)，具有剛性，從而提高了抗刮性、硬度和耐磨性。添加適量的已二酸或癸 二酸，改善固化劑成膜的柔韌性，降低了固化劑粘度，提高了固化劑的透明性；IPDI分子中 2個(gè)NC0基團(tuán)的反應(yīng)活性不同，因?yàn)镮PDI分子中伯NC0受到環(huán)己烷環(huán)和a-取代甲基的位阻 作用，使得連在環(huán)己烷上的仲NC0基團(tuán)的反應(yīng)活性比伯NC0的高1. 3~2. 5倍；異佛爾酮二 異氰酸酯IPDI反應(yīng)活性比芳香族異氰酸酯TDI低，但I(xiàn)PDI與羥基的反應(yīng)速度比HDI與羥 基的反應(yīng)速度快4~5倍，利用仲伯NC0基團(tuán)的反應(yīng)活性差異加入適量的苯甲酰氯，除去未 反應(yīng)的游離單體IPDI。
[0006] 用于聚氨酯固化劑的聚酯多元醇分子量控制在M r 800~2000之間，分子量 大，與多異氰酸酯單體反應(yīng)易形成聚氨酯彈性體。聚酯多元醇的產(chǎn)品羥值控制在120~ 150mgK0H/g，聚酯多元醇羥值大，固化劑的粘度小，對(duì)提高NC0含量有利，羥基低，聚酯多元 醇聚合度（分子量）越大，合成的固化劑粘度就越高，導(dǎo)致固化劑溶解性能變差；但羥基不 能過高，否則固化劑成本也越高。聚酯多元醇的產(chǎn)品酸值控制在0. 3~1. 0mgK0H/g，酸值不 能小于0. 2mgK0H/g以下，否則反應(yīng)速度太快難以控制，最好控制在0. 3~0. 6mgK0H/g。
[0007] 由于二甲苯毒性大，大多數(shù)都不用二甲苯作合成中的回流溶劑，現(xiàn)在都用比較低 毒的醋酸乙酯回流溶劑和兌稀溶劑，但醋酸乙酯還是毒性較大，沸點(diǎn)低（77°C )，易揮發(fā)用 量大，做高固含聚氨酯固化劑溶解性差，粘度高，使用不方便；本發(fā)明采用環(huán)保的碳酸二甲 酯作回流溶劑和兌稀溶劑，沸點(diǎn)高（90°C )，溶解性好，滿足高固含聚氨酯固化劑的要求。
[0008] 為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：本發(fā)明涉及一種木器 漆用耐黃變抗劃傷IPDI固化劑的制備方法，包括以下組分：低分子量聚酯多元醇30~ 50 %、異佛爾酮二異氰酸酯20~40 %、DBTL催化劑0. 05~0. 3 %、苯甲酰氯0. 1~0. 3 %、 碳酸二甲酯25~50%;所述低分子量聚酯多元醇的組分是：苯酐10~25%、間或?qū)Ρ蕉?酸10~25 %、已二酸或癸二酸3~8 %、三羥甲基丙烷7~15 %、二元醇25~45 %、2, 6-二 叔丁基-4-甲基苯酚0. 5~1. 0%、Sb203/DBTL (3/1)催化劑0. 05~0. 3%、碳酸二甲酯5~ 12% ;所述二元醇為丙二醇、二甘醇、新戊二醇的一種或其組合。
[0009] 本發(fā)明提出一種木器漆用耐黃變抗劃傷IPDI固化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0010] 1)、制備低分子量聚酯多元醇，其制備工藝如下：在合成釜中，按配方量依次加入 苯酐、間或?qū)Ρ蕉姿?、已二酸或癸二酸、三羥甲基丙烷、二元醇、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯 酚、Sb203/DBTL(3/1)催化劑、碳酸二甲酯，通入氮?dú)鈒Omin，排除釜內(nèi)的空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下 加熱并攪拌；當(dāng)釜溫升至180°C左右時(shí)，開始出水時(shí)，每隔0. 5h取樣測(cè)定酸、羥值，繼續(xù)升 溫至240°C左右保溫，并控制出水溫度為95~105°C，反應(yīng)時(shí)間為1. 5~2h，出水量達(dá)到 理論出水量的90 %以上，且基本恒定時(shí)，酯化反應(yīng)結(jié)束；然后在常壓及氮?dú)獗Ｗo(hù)下降溫至 180°C，停止通入氮?dú)?，開始抽真空，在0. 08MPa真空度下抽30min、在0. 09MPa真空度下抽 30min、然后在0. 095MPa真空度下抽lh，同時(shí)邊抽真空邊升溫到240°C左右，取樣測(cè)定酸值、 羥值，達(dá)到要求后出料備用；
[0011] 2)、制備耐黃變抗劃傷IPDI固化劑，其制備工藝如下：在合成釜中，按配方量依次 加入聚酯多元醇、ΙΗΠ 、DBTL和碳酸二甲酯，在攪拌下漸漸升溫至70~75°C后，保持反應(yīng) 2~3h，在50°C下加入苯甲酰氯，保溫lh，冷卻到40°C，取樣測(cè)定固含量、粘度、NC0和游離 IPDI值，達(dá)到要求后出料包裝。
[0012] 本發(fā)明制得的木器漆用耐黃變抗劃傷IPDI固化劑，固含量為50~70%，NC0含量 為7~10%，粘度為1000~2000mPa · s、游離IPDI彡1. 3%、不含芳烴；具有環(huán)保、抗劃傷 好、透明性好、耐變黃性好等特點(diǎn)。與羥基組分配制的PU木器漆具有高光澤、高硬度、高透 明性，漆膜抗劃傷好、流平性好，豐滿度高、相溶性大等特點(diǎn)，是用于木器、金屬、塑料等各種 雙組分聚酯漆、聚氨酯漆、裝飾漆、汽車漆、啞光漆等專用固化劑。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例1 :
[0014] 1)、低分子量聚酯多元醇的制備：在合成釜中，按配方重量比計(jì)，依次加入苯酐 18份、間苯二甲酸13份、已二酸3. 5份、三羥甲基丙烷11份、丙二醇15份、二甘醇30份、 2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚0. 5份、Sb203/DBTL (3/1)催化劑0. 1份，碳酸二甲酯8. 9份，通 入氮?dú)鈒Omin，排除釜內(nèi)的空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱并攪拌；當(dāng)釜溫升至180°C左右時(shí)，開始 出水時(shí)，每隔〇. 5h取樣測(cè)定酸、羥值，繼續(xù)升溫至240°C左右保溫，并控制出水溫度為95~ 105°C，反應(yīng)時(shí)間為1. 5~2h，出水量達(dá)到理論出水量的90%以上，且基本恒定時(shí)，酯化反應(yīng) 結(jié)束；然后在常壓及氮?dú)獗Ｗo(hù)下降溫至180°C，停止通入氮?dú)猓_始抽真空，在0. 08MPa真空 度下抽30min、在0. 09MPa真空度下抽30min、然后在0. 095MPa真空度下抽lh，同時(shí)邊抽真 空邊升溫到240°C左右，取樣經(jīng)測(cè)定聚酯多元醇分子量為M r = 1000、酸值為0. 5mgKOH/g、 羥值為132mgKOH/g，符合技術(shù)要求出料備用；
[0015] 2)、制備耐黃變抗劃傷IPDI固化劑，其制備工藝如下：在合成釜中，按配方量依次 加入上述制備好的聚酯多元醇35份、ΙΗΠ 25份、DBTL 0. 1份和碳酸二甲酯39. 9份，在攪 拌下漸漸升溫至70~