專利名稱：低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，特別涉及一種可用于雙組份聚氨酯涂料的甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑。
背景技術：
通常，甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑是以甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥甲基丙烷制備的，目前，聚氨酯樹脂生產(chǎn)過程中，由于甲苯二異氰酸酯反應不穩(wěn)定，產(chǎn)品中游離TDI含量高，對人體及環(huán)境的影響較大。發(fā)達國家采用薄膜蒸發(fā)器來分離聚氨酯預聚物中的游離TDI取得了很好的效果，可以降低到O. 1%以下。但是，該方法的設備投資大，難以推廣應用；化學法是通過催化使得殘留的TDI進行二聚或三聚，從而減少固化劑中游離TDI的含 量。常溫下TDI可緩慢產(chǎn)生自加成反應，但無催化劑存在時，此反應進行的很緩慢。當采用催化劑時，反應速度加快。如果催化劑和反應工藝選擇不當，容易造成產(chǎn)品粘度過高，對涂料的干燥性和施工性都有不利的影響。目前國內生產(chǎn)的固化劑普遍游離TDI含量較高，游離TDI含量在1%以上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑及其制備方法以克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷。本發(fā)明的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，是以如下重量百分比的原料制備的甲苯二異氰酸酯33-47%;三羥甲基丙烷9-13%;酯類溶劑和苯類混合溶劑 45-57% ；異氰酸酯三聚催化劑O. 05-0. 1% ；異氰酸酯三聚阻聚劑O. 1-0. 2% ；抗氧劑0.05-0.1%。上述各個組分的百分比之和為100%。優(yōu)選的，是以如下重量百分比的原料制備的甲苯二異氰酸酯39 41%;三羥甲基丙烷10 11%;酯類溶劑和苯類混合溶劑 48 51% ;異氰酸酯三聚催化劑O. 06 O. 1% ；異氰酸酯三聚阻聚劑O. 12 O. 14% ；抗氧劑O. 06 0.1%。上述各個組分的百分比之和為100%。所述甲苯二異氰酸酯為2，4-甲苯二異氰酸酯或2，4-甲苯二異氰酸酯中的一種以上；所述酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸乙酯或醋酸正丁酯中的一種以上；所述苯類選自甲苯、二甲苯、甲苯或二甲苯中的一種以上；酯類溶劑和苯類混合溶劑的重量比為I :1 1:1. 5 ;所述異氰酸酯三聚催化劑為N，N- 二甲基芐胺或N，N- 二乙基芐胺中的一種以上；所述異氰酸酯三聚阻聚劑為磷酸或苯甲酰氯中的一種以上；所述抗氧劑選自2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚或β - (3，5- 二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，如廣州志一貿易有限公司的Bll 二元復配抗氧劑； 所述低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑的制備方法，包括如下步驟將甲苯二異氰酸酯、總重量40 60%的酯類和苯類混合溶劑和抗氧劑的混合物攪拌加熱至30-40° C，加入總重量40 60%的三羥甲基丙烷，升溫至60-65° C，保溫30-45分鐘后，加入余量的三羥甲基丙烷，在70-72° C保溫I. 5 3小時后，升溫到80-84° C，保溫90 110分鐘，降溫至50 60° C，加入異氰酸酯三聚催化劑，控溫50 60° C，保溫20 40分鐘，開始測NC0。當NCO值達到理論值后，加入異氰酸酯阻聚劑，升溫至65 750C，保溫40 50分鐘，加入余量的酯類和苯類混合溶劑，55 65° C保溫40 50分鐘，降溫至55 ° C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)品。本發(fā)明獲得的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，可用于雙組份聚氨酯涂料中固化劑組份，使用方法與常規(guī)的甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑相同。本發(fā)明的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，其與現(xiàn)有技術相比，有如下優(yōu)
占-
^ \\\ ·無需進行任何后處理；應用一般的預聚物生產(chǎn)設備即可生產(chǎn)，無需增加新設備，2、制得的聚氨酯固化劑中，游離甲苯二異氰酸酯含量可降低到O. 5%以下。
具體實施例方式實施例I依次在一個裝有攪拌裝置、溫度計和通氮氣保護的IOOOmL四口燒瓶中加入330g甲苯二異氰酸酯、IOOg醋酸正丁酯、40g醋酸乙酯、140g 二甲苯、O. 6g 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，同時開動攪拌及加熱，升溫至30° C加入43g三羥甲基丙烷，關閉加熱。升溫至60° C，保溫45分鐘后，投入43g三羥甲基丙烷，在72° C保溫2小時后，然后升溫到80° C，保溫100分鐘。降溫至55° C，加入O. 6g N，N-二甲基芐胺，控溫55° C，保溫30分鐘，開始測NCO。當NCO值達到9.75±O. 1%后，加入Ig苯甲酰氯，升溫至70°C，保溫45分鐘。加入60g醋酸正丁酯和60g甲苯，在60° C保溫45分鐘，降溫至55° C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)
品O采用GB/T 18446-2009《色漆和清漆用漆基異氰酸酯樹脂中二異氰酸酯單體的測定》標準測定游離TDI含量。主要性能指標見下表
權利要求
1.低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，其特征在于，是以如下重量百分比的原料制備的 甲苯二異氰酸酯33-47%; 三羥甲基丙烷9-13%; 酯類溶劑和苯類混合溶劑 45-57% ； 異氰酸酯三聚催化劑O. 05-0. 1% ； 異氰酸酯三聚阻聚劑O. 1-0. 2% ； 抗氧劑O. 05-0. 1% 上述各個組分的百分比之和為100%。
2.根據(jù)權利要求I所述的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，其特征在于，是以如下重量百分比的原料制備的 甲苯二異氰酸酯39 41%; 三羥甲基丙烷10 11%; 酯類溶劑和苯類混合溶劑 48 51% ； 異氰酸酯三聚催化劑O. 06 O. 1% ； 異氰酸酯三聚阻聚劑O. 12 O. 14% ； 抗氧劑O. 06 O. 1% 上述各個組分的百分比之和為100%。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，其特征在于，所述甲苯二異氰酸酯為2，4-甲苯二異氰酸酯或2，4-甲苯二異氰酸酯中的一種以上； 所述酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸乙酯或醋酸正丁酯中的一種以上； 所述苯類選自甲苯、二甲苯、甲苯或二甲苯中的一種以上； 酯類溶劑和苯類混合溶劑的重量比為I :1 1:1. 5 ; 所述異氰酸酯三聚催化劑為N，N- 二甲基芐胺或N，N- 二乙基芐胺中的一種以上； 所述異氰酸酯三聚阻聚劑為磷酸或苯甲酰氯中的一種以上； 所述抗氧劑選自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚或β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
4.制備權利要求1、2或3所述的低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑方法，包括如下步驟 將甲苯二異氰酸酯、總重量40 60%的酯類和苯類混合溶劑和抗氧劑的混合物攪拌加熱至30-40° C，加入總重量40 60%的三羥甲基丙烷，升溫至60-65° C，保溫30-45分鐘后，加入余量的三羥甲基丙烷，在70-72° C保溫I. 5 3小時后，升溫到80-84° C，保溫90 110分鐘，降溫至50 60° C，加入異氰酸酯三聚催化劑，控溫50 60° C，保溫20 40分鐘，開始測NCO。當NCO值達到理論值后，加入異氰酸酯阻聚劑，升溫至65 75°C，保溫40 50分鐘，加入余量的酯類和苯類混合溶劑，55 65° C保溫40 50分鐘，降溫至55° C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑及其制備方法，低游離甲苯二異氰酸酯聚氨酯固化劑，是以如下重量百分比的原料制備的甲苯二異氰酸酯33-47%，三羥甲基丙烷9-13%，酯類溶劑和苯類混合溶劑45-57%，異氰酸酯三聚催化劑0.05-0.1%，異氰酸酯三聚阻聚劑0.1-0.2%，抗氧劑0.05-0.1%。本發(fā)明無需進行任何后處理，制得的聚氨酯固化劑中，游離甲苯二異氰酸酯含量可降低到0.5%以下。
文檔編號C09D175/04GK102827346SQ201210345940
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權日2012年9月17日
發(fā)明者郭玉, 朱強, 周庚 申請人:上海富臣化工有限公司, 展辰涂料集團股份有限公司, 北京展辰化工有限公司, 青島富臣化工有限公司, 成都展辰化工有限公司