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(tuán)的聚氨酯固化劑的方法已經(jīng)公開很長時(shí)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(shí)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(yīng)用。
評價(jià)聚氨酯固化劑的指標(biāo)有(1)色淺透明，要求達(dá)到“水白色”、粘度低、有足夠的官能度和反應(yīng)活性且貯存穩(wěn)定，這主要是要求副反應(yīng)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(tuán)含量高，NCO基團(tuán)含量是評價(jià)聚氨酯固化劑好壞的又一重要指標(biāo)，含量越高，其后續(xù)產(chǎn)品性能越好。
就涂料工業(yè)的應(yīng)用而言，因?yàn)楫惽桦逅狨チh(huán)的強(qiáng)極性，使得TDI三聚體在與羥基樹脂匹配時(shí)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(yīng)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(jìn)水平存在極大的差距。國外產(chǎn)品游離TDI含量均可達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)的無毒級(< O. 5%)，而國內(nèi)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的最高水平只能達(dá)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(xué)合成法。
美國專利US 4061662公開了通過使固化劑反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過分子篩實(shí)現(xiàn)脫除未反應(yīng)的TDI的技術(shù)方案；但是存在分子篩脫附困難等缺點(diǎn)，致使大量單體浪費(fèi)，所需分子篩不能重復(fù)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(yuǎn), 黃洪, 陳卓, 陳煥欽 申請人:華南理工大學(xué)