無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法、異氰酸酯組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法、異氰酸酯組合物。該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法包括的步驟有：將二元醇聚合物脫水處理后分成三份；將三份二元醇聚合物依次加入異氰酸酯單體。該異氰酸酯組合物是以該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體為基體組分。上述無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法通過分段加料法使得二元醇聚合物與異氰酸酯單體進(jìn)行反應(yīng)，使生產(chǎn)的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的粘度相對低，且有效避免了該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體中的NCO有效官能團的損耗。上述異氰酸酯組合物由于采用上述無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體為基體組分，其粘度低，組合物穩(wěn)定性好，避免了對溶劑的使用，有效降低了經(jīng)濟成本，且環(huán)保安全。
【專利說明】無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法、異氰酸酯組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法和異氰酸酯組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]異氰酸酯是一種極為重要的化工原材料。它以優(yōu)異的性能被廣泛的用于涂料、泡沫塑料、彈性體、膠粘劑、農(nóng)藥、印刷油墨等領(lǐng)域。其中利用異氰酸酯生產(chǎn)的聚氨酯涂料是涂料中應(yīng)用最為廣泛的一種，主要用于汽車漆、塑料漆、木器漆、工業(yè)漆、防腐漆、建筑涂料，地坪防水涂料、織物皮革涂料等幾乎所有領(lǐng)域；在這些應(yīng)用中彈性涂料是其中重要的一支，在彈性涂料中性能較好，應(yīng)用較廣的是以異氰酸酯及其預(yù)聚體為主要組成的彈性聚氨酯涂料。
[0003]目前在彈性聚氨酯涂料中主要使用的原材料為多元醇和異氰酸酯，多元醇主要是聚酯多元醇和聚醚多元醇。由異氰酸酯特殊的結(jié)構(gòu)和性能，目前在涂料中利用的異氰酸酯多以異氰酸酯的預(yù)聚體和自聚體的形式使用，而極少單獨使用異氰酸酯單體。而其中使用的異氰酸酯除少數(shù)無溶劑的二聚體、三聚體、多聚體和縮二脲外多為溶劑型預(yù)聚體。這些溶劑型預(yù)聚體一般作為雙組份聚氨酯的固化劑組分使用，一款固化劑對應(yīng)一仲涂料或幾種涂料，使用范圍較窄，由于在生產(chǎn)過程中預(yù)聚體產(chǎn)品的粘度較大，所以在作為產(chǎn)品使用時會加入大量的溶劑進(jìn)行稀釋，這對環(huán)境有較大的危害，不符合環(huán)保要求和涂料發(fā)展方向，同時樹脂和異氰酸酯的反應(yīng)速度較為迅速，對施工時間也有較高的要求。這些是對常規(guī)預(yù)聚體的使用都具有極大限制。
[0004]現(xiàn)有制備異氰酸酯預(yù)聚體時都會采用一次性混合反應(yīng)方法，即將樹脂和異氰酸酯各自預(yù)先一次性混合好 ，然后將樹脂和異氰酸酯在進(jìn)行反應(yīng)制備預(yù)聚體，并且會按照實際理論當(dāng)量進(jìn)行反應(yīng)，這樣 生產(chǎn)的預(yù)聚體步驟簡單，但粘度較大，以膠化，需大量溶劑進(jìn)行兌稀。其次由于使用異氰酸酯單體會造成漆膜的脆性，所以在預(yù)聚體中較少使用異氰酸酯單體，大都使用預(yù)聚體，而生產(chǎn)預(yù)聚體時會消耗大量異氰酸酯的有效官能團NC0，這樣會使異氰酸酯部分的成本大大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法，以解決現(xiàn)有異氰酸酯預(yù)聚體粘度大、使用范圍窄、成本高技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種含有該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的組合物。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，包括如下步驟:
將二元醇聚合物脫水處理后分成三份；
將異氰酸酯單體與第一份二元醇聚合物在常溫下進(jìn)行第一次反應(yīng)；
將所述第一次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至40~70°C，加入第二份二元醇聚合物進(jìn)行第二次反應(yīng);
將所述第二次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至70~120°C，加入第三份二元醇聚合物進(jìn)行第三次反應(yīng)，直至反應(yīng)物中NCO的含量達(dá)到理論值結(jié)束反應(yīng)。
[0008]以及，一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體，其由上述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得。
[0009]以及，一種異氰酸酯組合物，包括上述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體、所述異氰酸酯單體和三聚體化合物；其中，三組分的質(zhì)量百分含量如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 60~90%
異氰酸酯單體5~35%
三聚體化合物I~10%。
[0010]上述無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法通過分段加料法使得二元醇聚合物與異氰酸酯單體進(jìn)行反應(yīng)，預(yù)聚體結(jié)構(gòu)中的軟緞由線性多元醇提供，硬段由異氰酸酯提供，是產(chǎn)品的成膜物性能可調(diào)節(jié)。使生產(chǎn)的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的粘度相對低，能在常溫下使用的要求，克服了現(xiàn)有異氰酸酯預(yù)聚體需要大量的有機溶劑，因此，其環(huán)保、安全。另外，通過該方法有效避免了該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體中的NCO有效官能團的損耗，因此，將其配制成涂料時，有效降低了該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的經(jīng)濟成本。
[0011]上述異氰酸酯組合物 由于采用上述無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體為基體組分，其具有粘度低，生產(chǎn)方法簡單、組合物穩(wěn)定性好、使用方法靈活、產(chǎn)品彈性可調(diào)等優(yōu)點，避免了對溶劑的使用，有效降低了成本，且環(huán)保安全。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明實施例提供一種無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體制備方法。該方法包括如下步驟:
501:將二元醇聚合物脫水處理后分成三份；
502:將異氰酸酯單體與第一份二元醇聚合物在常溫下進(jìn)行第一次反應(yīng)；
503:將所述第一次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至40~70°C，加入第二份二元醇聚合物進(jìn)行第二次反應(yīng)；
504:將所述第二次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至70~120°C，加入第三份二元醇聚合物進(jìn)行第三次反應(yīng)，直至反應(yīng)物中NCO的含量達(dá)到理論值結(jié)束反應(yīng)。
[0015]具體地，上述步驟SOl中的二元醇聚合物的脫水處理優(yōu)選按照如下方法進(jìn)行: 將二元醇聚合物于氣壓為300~4000pa的環(huán)境中和80~140°C下脫水2~4小時。
在具體實實施例中，將二元醇聚合物置于帶有溫度計、加熱和減壓蒸餾裝置的燒瓶中，打開抽真空裝置，使裝置的壓強控制在300-4000pa ;當(dāng)裝置內(nèi)壓強穩(wěn)定后，打開加熱裝置緩慢升高溫度，使燒瓶中溫度控制在80-140°C脫水2-4小時，完成后降壓，冷卻。[0016]將經(jīng)脫水處理后的二元醇聚合物分成三份，如定義為第一份二元醇聚合物、第二份二元醇聚合物、第三份二元醇聚合物，也即是說該二元醇聚合物是分三個階段加入并與異氰酸酯單體反應(yīng)的。依次加入的三份二元醇聚合物的摩爾比可以是為1:2:1。
[0017]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該步驟SOl中的二元醇聚合物選用二元醇聚合物為聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四氫呋喃二醇(PTHF)、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇二醇(PEG)、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇(P⑶L)、聚丁烯二醇(PBG)、聚己內(nèi)酯二醇(PCL)中的至少一種。以上多元醇均為二元醇，在生產(chǎn)預(yù)聚體過程不宜使產(chǎn)品粘度過高，同時以上多元醇為無溶劑型多元醇且常用價格低廉。
[0018]在進(jìn)一步優(yōu)選實施例中，上述二元醇聚合物的數(shù)均分子量為500~4000。具體的如，分子量為500~4000聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四氫呋喃二醇(PTHF)、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇二醇(PEG)、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇(P⑶L)、聚丁烯二醇(PBG)、聚己內(nèi)酯二醇(PCL)。分子量在500~4000的二元醇產(chǎn)品種類較多，原材料價格較低，分子量分布均勻，且柔韌性適中。
[0019]在上述步驟S02中，異氰酸酯單體與第一份二元醇聚合物之間的反應(yīng)時間優(yōu)選為
0.5~1.5小時，反應(yīng)的常溫可以是室溫。當(dāng)然在兩者反應(yīng)的過程中，應(yīng)該保持?jǐn)嚢杼幚怼?br> [0020]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該步驟S02中的異氰酸酯單體為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(ΙΗ)Ι)、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、對苯二異氰酸酯(ΡΗ)Ι)、1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯(HXDI)、三甲基己二異氰酸酯(TMDI)、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(T0DI)、甲基環(huán)己基二異氰酸酯(HTDI)中的至少一種。以異氰酸酯為常用異氰酸酯，原材料易得，原材料成本較低，且易于生產(chǎn)無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體且產(chǎn)品性能較好。
[0021]在上述步驟S03中，經(jīng)步驟S02反應(yīng)后的反應(yīng)物與第二份二元醇聚合物之間的反應(yīng)時間優(yōu)選為0.5~2小時。當(dāng)然在兩者反應(yīng)的過程中，應(yīng)該保持?jǐn)嚢杼幚怼?br> [0022]在上述步驟S04中，經(jīng)步驟S03反應(yīng)后的反應(yīng)物與第三份二元醇聚合物之間的反應(yīng)時間優(yōu)選為2~4小時。當(dāng)然在兩者反應(yīng)的過程中，應(yīng)該保持?jǐn)嚢杼幚怼?br> [0023]該步驟S04中，對經(jīng)第三次反應(yīng)后的反應(yīng)物中NCO的含量測定可以按照現(xiàn)有的方法進(jìn)行。在本發(fā)明實施例中，該NCO的含量理論值為1.6%-9.2%。
[0024]經(jīng)NCO的含量檢測后，如果還沒有達(dá)到理論值時，在優(yōu)選實施例中，還包括對第三次反應(yīng)后的反應(yīng)物繼續(xù)升溫10~20°C并繼續(xù)反應(yīng)I~2小時的步驟，直至第三次反應(yīng)后的反應(yīng)物的NCO的含量達(dá)到理論值。
[0025]上述將多元醇分三段式加料有利于保證多元醇和異氰酸酯反應(yīng)均勻，得到產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，分子量分布較窄。產(chǎn)品粘度較低，以及異氰酸酯單體剩余量較少，同時保證生產(chǎn)的效率等優(yōu)點。
[0026]對于上述步驟S03、S04中向反應(yīng)物分別加入第二份二元醇聚合物、第二份三元醇聚合物的方式可以采用恒壓滴液漏斗按量滴加。
[0027]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該異氰酸酯單體與二元醇聚合物總量的摩爾比為(2~3):1。該反應(yīng)物的優(yōu)選比例，能有效使得二元醇聚合物充分反應(yīng)完全，同時降低異氰酸酯單體過剩，提高反應(yīng)物的利用率，降低生產(chǎn)成本。
[0028]應(yīng)該理解的是，還包括對在經(jīng)上述步驟S04進(jìn)行第三次反應(yīng)后所得的反應(yīng)物進(jìn)行純化的步驟，該純化方法可以按照如下方法進(jìn)行:
將達(dá)到理論值后的反應(yīng)物進(jìn)行蒸餾處理，蒸出剩余異氰酸酯單體。具體可以這樣操作:將達(dá)到理論值后的反應(yīng)物置入薄膜蒸發(fā)儀中，蒸出剩余異氰酸酯單體，通過色譜分析和NCO值進(jìn)行檢測判斷蒸餾是否完全，蒸餾完成后得到無溶劑異氰酸酯預(yù)聚體。
[0029]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種由上文所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備得到的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體。該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體粘度相對低，能在常溫下使用而不需要加入大量溶劑，使產(chǎn)品使用它安全環(huán)保，同時施工方式靈活，且產(chǎn)品在彈性、耐磨性、防水性、粘結(jié)性等方面性能優(yōu)異。
[0030]另外，在上文所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法的基礎(chǔ)上，還提供了一種異氰酸酯組合物。該異氰酸酯組合物包括上述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體、異氰酸酯單體和三聚體化合物；其中，三組分的質(zhì)量百分含量如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 60~90%
異氰酸酯單體5~35%
三聚體化合物I~10%。
[0031]具體地，該無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體為上文所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得，其作為基體組分。
[0032]上述異氰酸酯單體為上文所述的異氰酸酯單體，在優(yōu)選實施例中，該異氰酸酯單體為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、對苯二異氰酸酯(proi)、l，4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯(HXDI)、三甲基己二異氰酸酯(TMDI)、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(T0DI)、甲基環(huán)己基二異氰酸酯(HTDI)中的至少一種。
[0033]上述三聚體化合物優(yōu)選為六亞甲基二異氰酸酯三聚體(HDI三聚體)、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體(IPDI三聚體)、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯三聚體(H12MDI三聚體)、二苯基甲烷二異氰酸酯三聚體(MDI三聚體)、多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)、甲苯二異氰酸酯三聚體(TDI三聚體)中的至少一種。
[0034]上述異氰酸酯組合物由于采用上述無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體為基體組分，其粘度低，組合物穩(wěn)定性好，避免了對溶劑的使用，有效降低了經(jīng)濟成本，且環(huán)保安全。其中，異氰酸酯預(yù)聚體組分使產(chǎn)品具有彈性和柔韌性；異氰酸酯單體可以保證產(chǎn)品具有一定的剛性和硬度，放置預(yù)聚體組分過多使得產(chǎn)品性能表現(xiàn)為黏、軟；三聚體主要用于提高產(chǎn)品的交聯(lián)密度，是產(chǎn)品的強度和耐化學(xué)腐蝕以及耐水性能更好。
[0035]現(xiàn)以無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法、異氰酸酯組合物的配方和制備方法為例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]實施例1
無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法:511:取lmol PPG-1000于帶有加熱和減壓蒸餾的燒瓶中，在壓強為lOOOpa，溫度120°C下除水2h，冷卻加入恒壓漏斗中待用；
512:將2.5mol的TDI加入燒瓶中，開動攪拌，將l/4mol的PPG-1000快速加入燒瓶中室溫下反應(yīng)Ih后升溫到60°C，溫度穩(wěn)定后開始緩慢滴加2/4mol的PPG-1000，滴加完成后在60°C下反應(yīng)lh，繼續(xù)滴加完成剩余l(xiāng)/4molPPG-1000 ;滴加完成后升溫至75°C，溫度穩(wěn)定后反應(yīng)2h，檢測NCO值為8.8%，停止反應(yīng)，降溫后，將產(chǎn)物加入薄膜蒸發(fā)器中蒸出未反應(yīng)TDI單體，最終產(chǎn)物檢測NCO值為6.2%即為無溶劑彈性異氰酸酯預(yù)聚體。
[0037]一種異氰酸酯組合物，將本實施例1制備的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體90g于燒瓶中，加入7g的MDI和3g的HDI三聚體混合均勻，得到無溶劑型彈性雙向固化異氰酸酯組合物。異氰酸酯組合物構(gòu)成質(zhì)量百分比如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 90%
二苯基甲烷二異氰酸酯7%
HDI三聚體化合物3%。
[0038]實施例2
無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法:
521:取lmolPPG-2000于帶有加熱和減壓蒸餾的燒瓶中，在壓強為2000pa，溫度120°C下除水2h，冷卻加入恒壓漏斗中待用；
522:將3mol的HTDI加入燒瓶中，開動攪拌，將l/4mol的PPG-2000快速加入燒瓶中室溫下反應(yīng)0.5h后升溫到7`0°C，溫度穩(wěn)定后開始緩慢滴加2/4mol的PPG-2000，滴加完成后在70°C下反應(yīng)lh，繼續(xù)滴加完成剩余l(xiāng)/4molPPG-2000.滴加完成后升溫至85°C，溫度穩(wěn)定后反應(yīng)2h，檢測NCO值為6.6%，停止反應(yīng)，降溫后，將產(chǎn)物加入薄膜蒸發(fā)器中蒸出未反應(yīng)HTDI單體，最終產(chǎn)物檢測NCO值為3.6%即為無溶劑彈性異氰酸酯預(yù)聚體。
[0039]一種異氰酸酯組合物，將本實施例2制備的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體80g于燒瓶中，加入15g的MDI和5g的IPDI三聚體混合均勻，得到無溶劑型彈性雙向固化異氰酸酯組合物。異氰酸酯組合物構(gòu)成質(zhì)量百分比如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 80%
二苯基甲烷二異氰酸酯15%
IPDI三聚體化合物5%。
[0040]實施例3
無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法:
531:取Imol聚酯2000于帶有加熱和減壓蒸餾的燒瓶中，在壓強為4000pa，溫度100°C下除水lh，冷卻加入恒壓漏斗中待用；
532:將3mol的IPDI加入燒瓶中，開動攪拌，將l/4mol聚酯2000快速加入燒瓶中室溫下反應(yīng)Ih后升溫到70 C，溫度穩(wěn)定后開始緩慢滴加2/4mol的聚酷2000，滴加完成后在70°C下反應(yīng)2h，繼續(xù)滴加完成剩余l(xiāng)/4mol聚酯2000.滴加完成后升溫至90°C，溫度穩(wěn)定后反應(yīng)2h，檢測NCO值為6.3%，停止反應(yīng)，降溫后，將產(chǎn)物加入薄膜蒸發(fā)器中蒸出未反應(yīng)IPDI單體，最終產(chǎn)物檢測NCO值為3.4%即為無溶劑彈性異氰酸酯預(yù)聚體。
[0041]一種異氰酸酯組合物，將本實施例3制備的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體78g于燒瓶中，加入16g的H12MDI和6g的HDI三聚體混合均勻，得到無溶劑型彈性雙向固化異氰酸酯組合物。異氰酸酯組合物構(gòu)成質(zhì)量百分比如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 78%
4，4，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯16%
HDI三聚體化合物6%。
[0042]實施例4
無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法:
S41:取lmolPCL-2000于帶有加熱和減壓蒸餾的燒瓶中，在壓強為4000pa，溫度100°C下除水lh，冷卻加入恒壓漏斗中待用；
S41:將2.8mol的TDI加入燒瓶中，開動攪拌，將l/4molPCL-2000快速加入燒瓶中室溫下反應(yīng)0.5h后升溫到65°C，溫度穩(wěn)定后開始緩慢滴加2/4mol的PCL-2000，滴加完成后在65°C下反應(yīng)2h，繼續(xù)滴加完成剩余l(xiāng)/4molPCL-2000.滴加完成后升溫至80°C，溫度穩(wěn)定后反應(yīng)lh，檢測NCO值為6.1%，停止反應(yīng)，降溫后，將產(chǎn)物加入薄膜蒸發(fā)器中蒸出未反應(yīng)TDI單體，最終產(chǎn)物檢測NCO值為3.6%即為無溶劑彈性異氰酸酯預(yù)聚體。
[0043]一種異氰酸酯組合物，將上述實施例4制備的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體將上述預(yù)聚體82g于燒瓶中，加入14g的MDI和4g的PAPI多聚體混合均勻，得到無溶劑型彈性雙向固化異氰酸酯組合物。異氰酸酯組合物構(gòu)成質(zhì)量百分比如下:
無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 82%
二苯基甲烷二異氰酸酯14%
PAPI多聚體化合物4%。
[0044]實施例5
無溶劑型彈性的異氰酸酯預(yù)聚體及其制備方法:
取lmolPPG-4000于帶 有加熱和減壓蒸餾的燒瓶中，在壓強為2000pa，溫度100°C下除水1.5h，冷卻加入恒壓漏斗中待用；
將2.2mol的TDI加入燒瓶中，開動攪拌，將1/4PPG-4000快速加入燒瓶中室溫下反應(yīng)
0.5h后升溫到65°C，溫度穩(wěn)定后開始緩慢滴加2/4的PPG-4000，滴加完成后在70°C下反應(yīng)2h，繼續(xù)滴加完成剩余1/4PPG-4000.滴加完成后升溫至85°C，溫度穩(wěn)定后反應(yīng)1.5h，檢測NCO值為2.3%，停止反應(yīng)，降溫后，將產(chǎn)物加入薄膜蒸發(fā)器中蒸出未反應(yīng)TDI單體，最終產(chǎn)物檢測NCO值為1.93%即為無溶劑彈性異氰酸酯預(yù)聚體。
[0045]一種異氰酸酯組合物，將上述實施例5制備的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體65g于燒瓶中，加入30g的MDI和5g的HDI三聚體混合均勻，得到無溶劑型彈性雙向固化異氰酸酯組合物。
[0046]無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 65%
二苯基甲烷二異氰酸酯30%
HDI三聚體化合物5%。
[0047]性能測試:
將上述實施例1至實施例5提供的含有無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的異氰酸酯組合物制膜后進(jìn)行相關(guān)性能測試，具體結(jié)果如表1。
[0048]由表1可知，本發(fā)明實施例提供的含有無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體的異氰酸酯組合物制膜具有良好的機械性能以及粘結(jié)強度高且耐低溫彎曲性強。另外，該異氰酸酯組合物避免了對溶劑的使用，有效降低了成本，且環(huán)保安全。
[0049]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，包括如下步驟: 將二元醇聚合物脫水處理后分成三份； 將異氰酸酯單體與第一份二元醇聚合物在常溫下進(jìn)行第一次反應(yīng)； 將所述第一次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至40~70°C，加入第二份二元醇聚合物進(jìn)行第二次反應(yīng); 將所述第二次反應(yīng)的反應(yīng)物升溫至70~120°C，加入第三份二元醇聚合物進(jìn)行第三次反應(yīng)，直至反應(yīng)物中NCO的含量達(dá)到理論值結(jié)束反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于:所述第一次反應(yīng)的時間為0.5~1.5小時；和/或 所述第二次反應(yīng)的時間為0.5~2小時；和/或 所述第三次反應(yīng)的時間為2~4小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于:待所述第三次反應(yīng)時間結(jié)束后，檢測第三次反應(yīng)后反應(yīng)物中的NCO的含量，如沒有達(dá)到理論值時，還包括對所述第三次反應(yīng)后的反應(yīng)物繼續(xù)升溫10~20°C并繼續(xù)反應(yīng)I~2小時的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于:所述二元醇聚合物與異氰酸酯單體的摩爾比為1:(2~3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于:所述異氰酸酯單體為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、苯二亞`甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯、三甲基己二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于:所述二元醇聚合物為聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚丁烯二醇、聚己內(nèi)酯二醇中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法，其特征在于，所述二元醇聚合物脫水處理方法如下: 將二元醇聚合物于氣壓為300~4000pa的環(huán)境中和80~140°C下脫水2~4小時。
8.一種無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體，其由權(quán)利要求1~7任一所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得。
9.一種異氰酸酯組合物，包括權(quán)利要求1~7任一所述的無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體制備方法制備獲得無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體、所述異氰酸酯單體和三聚體化合物；其中，三組分的質(zhì)量百分含量如下: 無溶劑型異氰酸酯預(yù)聚體 60~90% 異氰酸酯單體5~35% 三聚體化合物I~10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求Θ所述的異氰酸酯組合物，其特征在于:所述三聚體化合物為六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯三聚體、二苯基甲烷二異氰酸酯三聚體、多苯基多亞甲基多異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯三聚體中的至少一種。
【文檔編號】C08G18/10GK103755920SQ201310658870
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】關(guān)有俊, 熊永強 申請人:深圳市嘉達(dá)高科產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司