一種hdi三聚體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于包括下列步驟：第一步，氮氣保護(hù)下，反應(yīng)釜中加入HDI，升溫到40～90℃，再按比例加入催化劑，反應(yīng)溫度控制40～90℃，時間4～8小時，第二步，反應(yīng)達(dá)到20～30%轉(zhuǎn)化率后加入終止劑，溫度控制在40～90℃，保溫0.5-1小時后，降至常溫得到HDI三聚體粗產(chǎn)品；第三步，用分子蒸餾器處理粗產(chǎn)品，當(dāng)HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體≥0.5%時，進(jìn)行二次處理，直至HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體降至0.5%以下，得HDI三聚體產(chǎn)品。本發(fā)明反應(yīng)溫度低，催化效率高，反應(yīng)時間短；得到的HDI三聚體固化劑無色透明，與樹脂相容性好，具有良好的耐候性。
【專利說明】一種HDI三聚體的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種HDI三聚體的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]HDI單體揮發(fā)性和毒性較大，一般以HDI固化劑的形式進(jìn)行應(yīng)用，其中HDI三聚體固化劑用量最大。HDI三聚體固化劑屬于高檔固化劑，最顯著的特點是優(yōu)異的耐候性和保光保色性，還具有一般聚氨酯涂料優(yōu)良的物理機械性能和耐水、耐磨、耐腐蝕等性能。
[0003]HDI三聚體是HDI在催化劑作用下自聚而成的多異氰酸酯固化劑，由于催化劑的選擇性及反應(yīng)條件的局限，制備工藝多存在反應(yīng)溫度高，催化效率低，反應(yīng)時間長等問題，產(chǎn)品游離含量高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決上述問題，提供一種HDI三聚體的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于包括下列步驟:
第一步，反應(yīng):氮氣保護(hù)下，在帶有攪拌和回流冷凝器的反應(yīng)釜中加入HDI，升溫到40?90°C并進(jìn)行攪拌，再按比例加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在40?90°C，反應(yīng)時間為4?8小時，HDI的轉(zhuǎn)化率為20?30% ；
第二步，終止:反應(yīng)達(dá)到上述轉(zhuǎn)化率后加入終止劑，溫度控制在40?90°C，保溫0.5-1小時后，降至常溫，得到HDI三聚體粗產(chǎn)品；
第三步，精餾:用分子蒸餾器處理HDI三聚體粗產(chǎn)品，輕組分為HDI單體，重組分為HDI三聚體產(chǎn)品，當(dāng)重組分HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體多0.5%時，再用分子蒸餾器進(jìn)行處理，直至HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體降至0.5%以下，得HDI三聚體產(chǎn)品；
第四步，循環(huán):分子蒸餾器分離出來的HDI單體與新HDI原料一起加入反應(yīng)釜中，開始進(jìn)行上述第一步，然后重復(fù)上述步驟，周而復(fù)始。
[0006]催化劑用量為HDI質(zhì)量的0.05?1% ;終止劑與催化劑的比例按摩爾比為0.6?0.8:10
[0007]所述催化劑為2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、N，N，2，4，6-五甲基苯胺、三乙烯二胺、三乙基胺、三正丁基膦，二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫，乙酸鉀、草酸鈉、三苯基膦或辛酸四甲基銨鹽。
[0008]所述終止劑為對苯甲酸、苯甲酰氯和磷酸。
[0009]所述分子蒸餾器為刮膜式分子蒸餾器，分子蒸餾器溫度控制為150-200°C，壓力絕壓 I ?0.00Imbar。
[0010]第三步分離出來的HDI單體還能用于生產(chǎn)HDI預(yù)聚物。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:工藝反應(yīng)溫度低，催化效率高，反應(yīng)時間短；得到的HDI三聚體固化劑無色透明，與樹脂相容性好，具有良好的耐候性。

【具體實施方式】
[0012]實施例1:氮氣保護(hù)下，反應(yīng)釜中投入HDI 1000g，升溫至60°C，加入三正丁基膦
1.2g，催化HDI單體進(jìn)行三聚反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)6h轉(zhuǎn)化率為25%時加入終止劑苯甲酰氯0.58g，經(jīng)過2h保溫得到HDI三聚體粗產(chǎn)物。
[0013]粗產(chǎn)物打入分子蒸餾器前的預(yù)熱槽，預(yù)熱后經(jīng)進(jìn)入分子蒸餾器，按溫度160°C，絕壓0.2mbar條件分離HDI，HDI單體進(jìn)入單體儲槽，初步分離產(chǎn)品進(jìn)入初步分離三聚體儲槽。HDI三聚體產(chǎn)品的游離含量2.51%，需進(jìn)行二次分離。
[0014]按溫度185°C，絕壓0.05mbar條件調(diào)整分子蒸餾器，初步分離產(chǎn)品進(jìn)入預(yù)熱槽，預(yù)熱后進(jìn)入分子蒸餾器分離HDI單體，HDI單體進(jìn)入單體儲槽，二次分離產(chǎn)品進(jìn)入三聚體產(chǎn)品儲槽。分離后的HDI單體重新加入反應(yīng)釜生產(chǎn)HDI預(yù)聚物。
[0015]經(jīng)檢測，HDI三聚體理化指標(biāo)為:
固含量:100%
NCO 含量:21.8 色度(Pt-Co色號):25 游離HDI含量:0.20%
HDI三聚體固化劑配漆后漆膜性能的測定，包括附著力(GB/T 9286-1998色漆和清漆漆膜的劃格試驗)、鉛筆硬度(GB/T 6739-2006色漆和清漆鉛筆法測定硬度)、耐沖擊性(GB/T 1732-1993漆膜耐沖擊測定法)、柔韌性(GB/T 6742-2007色漆和清漆彎曲試驗(圓柱軸))等。
[0016]漆膜檢測結(jié)果:
附著力級；柔韌性:2mm ;鉛筆硬度;耐沖擊性:50cm反沖通過。
[0017]HDI耐候性試驗:HDI三聚體75w紫外燈照射下，15天顏色不變，耐候性好。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于包括下列步驟: 第一步，反應(yīng):氮氣保護(hù)下，在帶有攪拌和回流冷凝器的反應(yīng)釜中加入HDI，升溫到40?90°C并進(jìn)行攪拌，再按比例加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在40?90°C，反應(yīng)時間為4?8小時，HDI的轉(zhuǎn)化率為20?30% ； 第二步，終止:反應(yīng)達(dá)到上述轉(zhuǎn)化率后加入終止劑，溫度控制在40?90°C，保溫0.5-1小時后，降至常溫，得到HDI三聚體粗產(chǎn)品； 第三步，精餾:用分子蒸餾器處理HDI三聚體粗產(chǎn)品，輕組分為HDI單體，重組分為HDI三聚體產(chǎn)品，當(dāng)重組分HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體多0.5%時，再用分子蒸餾器進(jìn)行處理，直至HDI三聚體產(chǎn)品中游離HDI單體降至0.5%以下，得HDI三聚體產(chǎn)品； 第四步，循環(huán):分子蒸餾器分離出來的HDI單體與新HDI原料一起加入反應(yīng)釜中，開始進(jìn)行上述第一步，然后重復(fù)上述步驟，周而復(fù)始。
2.如權(quán)利要求1所述的一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于，催化劑用量為HDI質(zhì)量的0.05?1% ;終止劑與催化劑的比例按摩爾比為0.6?0.8:1。
3.如權(quán)利要求1所述的一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于，所述催化劑為2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、N, N, 2，4，6-五甲基苯胺、三乙烯二胺、三乙基胺、三正丁基膦，二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫，乙酸鉀、草酸鈉、三苯基膦或辛酸四甲基銨鹽。
4.如權(quán)利要求1所述的一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于，所述終止劑為對苯甲酸、苯甲酰氯和磷酸。
5.如權(quán)利要求1所述的一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于，所述分子蒸餾器為刮膜式分子蒸餾器，分子蒸餾器溫度控制為150-200°C，壓力絕壓I?0.0Olmbar。
6.如權(quán)利要求1所述的一種HDI三聚體的制備方法，其特征在于，第三步分離出來的HDI單體還能用于生產(chǎn)HDI預(yù)聚物。
【文檔編號】C07C263/16GK104447413SQ201510006639
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月8日
【發(fā)明者】徐進(jìn), 付振波, 王德秋, 陳玫君, 周玲 申請人:甘肅銀光聚銀化工有限公司