一種單組份低游離tdi潮氣聚氨酯固化劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種單組份低游離甲苯二異氰酸酯（TDI)潮氣 聚氨酯固化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 單組份潮固化聚氨酯以其優(yōu)異的性能在涂料行業(yè)中占有了非常重要的地位。聚氨 酯按其組成可分為單組份潮固化聚氨酯、雙組份聚氨酯。雙組份聚氨酯為常用涂料形式；相 對于雙組份聚氨酯而言，潮氣固化聚氨酯涂料的原理是利用空氣中的水和含異氰酸酯基團(tuán) 的預(yù)聚物反應(yīng)成膜，其特點(diǎn)是使用方便、活化使用期長，低溫固化、低表面處理底漆、濕汽敏 感性低、表干快，覆涂間隔短、可多季節(jié)施工。這些高效的生產(chǎn)特性提高了項(xiàng)目施工和控制 的靈活性，有助于成功降低成本。近年來單組份潮固化聚氨酯的使用量越來越大，也越來越 受到用戶的肯定，成為聚氨酯涂料的發(fā)展方向。
[0003]目前，大部分生產(chǎn)單組分潮氣固化劑都是使用HDI和IPDI等，如專利文獻(xiàn)CN201310610435、CN201210291182、CN201210364464 等；或者使用TDI時(shí)有大量的游離TDI 的存在，在施工和干燥時(shí)，這部分的游離甲苯二異氰酸酯單體將從漆膜中揮發(fā)出來，對人體 健康和環(huán)境產(chǎn)生危害，如專利文獻(xiàn)CN98111119。目前國內(nèi)生產(chǎn)的固化劑普遍游離TDI含量 較高，游離TDI含量在3-5%，不符合國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)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》聚氨酯涂料游離TDI含量的規(guī)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的之一在于提供一種單組份低游離TDI潮氣 聚氨酯固化劑。
[0005] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑的制備方 法，具有設(shè)備成本低、操作簡單的特點(diǎn)，而且處理過程中不必使用大量的試劑和能源。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，包括按重量百分比計(jì)的 以下原料：
[0008] 甲苯二異氰酸酯10-30%，
[0009] 多元醇 15-30%，
[0010] 醚醇類溶劑1-5 %，
[0011] 酯類溶劑 45-60 %，
[0012] 助劑 0.05-0. 5%。
[0013] 優(yōu)選的，包括按重量百分比計(jì)的以下原料：
[0014] 甲苯二異氰酸酯15-30%，
[0015] 多元醇 20-28%，
[0016]醚醇類溶劑2-5 %，
[0017]酯類溶劑 45-57%，
[0018]助劑0.2-0. 5%。
[0019] 優(yōu)選的，所述的甲苯二異氰酸酯為2, 4-甲苯二異氰酸酯和2, 6-甲苯二異氰酸酯 中的一種或兩種。
[0020] 優(yōu)選的，所述的多元醇選自聚醚210、聚醚303、乙二醇、1，4- 丁二醇、一縮二乙二 醇、三羥甲基丙烷、甲基丙二醇、乙醇胺、三乙醇胺、新戊二醇中的一種或兩種以上。
[0021] 優(yōu)選的，所述的醚醇類溶劑為乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二乙二 醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚中的一種或兩種以上。
[0022] 優(yōu)選的，所述的酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯中的一種或兩種以 上。
[0023] 優(yōu)選的，所述的助劑為消泡劑、流平劑、抗氧劑。
[0024] -種上述單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0025]a、按重量比分別稱取原料；
[0026]b、將甲苯二異氰酸酯、多元醇、酯類溶劑、部分醚醇類溶劑放入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱攪 拌，溫度升至55_65°C，保溫反應(yīng)l_4h;
[0027]c、加熱攪拌，溫度升至75_85°C，保溫反應(yīng)2_6h，得到均勻的溶液；
[0028]d、停止加熱，將步驟c得到的溶液降溫至60°C，加入剩余的醚醇類溶劑和助劑，保 溫反應(yīng)lh，過濾出料。
[0029] 優(yōu)選的，反應(yīng)全程需攪拌，攪拌速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。
[0030] 本發(fā)明的有益效果：
[0031] 本發(fā)明通過前期使用多元醇與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，后期使用一些醇醚與殘余 的TDI反應(yīng)掉，從而得到分子量分布較均勻，綜合性能更好，游離異氰酸酯有毒單體更少 (小于1. 〇% )的單組份聚氨酯固化劑；而且無需進(jìn)行任何后處理，應(yīng)用一般的預(yù)聚物生產(chǎn) 設(shè)備即可生產(chǎn)，無需增加新設(shè)備；具有設(shè)備成本低、操作簡單等特點(diǎn)，而且處理過程中不必 使用大量的能源。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明要求 保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
[0033] 實(shí)施例1:
[0034] 一種單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，由按重量份計(jì)的如下原料制備而成：
[0035] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入200g 甲苯二異氰酸酯、15. 4g三羥甲基丙烷、344g聚醚210、13. 6g乙二醇單丁醚、705g醋酸乙 酯、0. 2gP-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯、2g消泡劑BYK066、2g流平劑 BYK333。同時(shí)開動攪拌及加熱，溫度控制在60°C保溫2h;然后再將加熱溫度升至80°C保溫 4h;冷卻降溫至60°C加入13. 5g乙二醇單丁醚，60°C保溫lh后過濾出料，獲得產(chǎn)品。采用 GB/T18446-2009《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(biāo)準(zhǔn)測定游 離TDI含量，檢測結(jié)果見表1。
[0036] 表1實(shí)施例1制備得到的產(chǎn)品的性能檢測結(jié)果：
[0037]
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入200g甲 苯二異氰酸酯、5g三羥甲基丙烷、64. 5g聚醚303、145g聚醚210、15. 2g丙二醇單丁醚、530g 醋酸乙酯、0. 2g0 - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯、2g消泡劑BYK066、2g流 平劑BYK333,同時(shí)開動攪拌及加熱，溫度控制在60°C保溫2h;然后再將加熱溫度升至80°C 保溫4h;冷卻降溫至60°C加入13. 5g乙二醇單丁醚，60°C保溫lh后過濾出料，獲得產(chǎn)品。 采用GB/T18446-2009《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(biāo)準(zhǔn) 測定游離TDI含量，檢測結(jié)果見表2。
[0040] 表2實(shí)施例2制備得到的產(chǎn)品的性能檢測結(jié)果：
[0041]
[0042]
[0043]實(shí)她
[0044] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入200g 甲苯二異氰酸酯、20. 7g甲基丙二醇、286. 6g聚醚210、13. 6g乙二醇單丁醚、700g醋酸乙 酯、0. 2gP-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯、2g消泡劑BYK066、2g流平劑BYK333,同時(shí)開動攪拌及加熱，溫度控制在60°C保溫2h;然后再將加熱溫度升至80°C保溫 4h;冷卻降溫至60°C加入15. 2g丙二醇單丁醚，60°C保溫lh后過濾出料，獲得產(chǎn)品。采用 GB/T18446-2009《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(biāo)準(zhǔn)測定游 離TDI含量，檢測結(jié)果見表3。
[0045] 表3實(shí)施例3制備得到的產(chǎn)品的性能檢測結(jié)果：
[0046]
[0047]使本發(fā)明固化劑，可以降低涂料使用時(shí)產(chǎn)生的污染以及對人體的危害，特別適 用于生產(chǎn)單組份TDI聚氨酯固化劑，另外本發(fā)明還有制備工藝簡單，使用方便的特點(diǎn)。
[0048] 以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的低游離IDI固化劑及制備方法，進(jìn)行了詳細(xì)介紹， 本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用 于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的 思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，包括按重量百分比計(jì)的以 下原料： 甲苯二異氰酸酯 10-30%， 多元醇 15-30% :， 醚醇類溶劑 1-5%， 酯類溶劑 45-60% :， 助劑 0. 05-0, 5%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，包括按重 量百分比計(jì)的以下原料： 甲苯二異氰酸酯 15-30%， 多元醇 20-28% ,， 醚醇類溶劑 2-5%, 酯類溶劑 45-57%, 助劑 0, 2-0. 5%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，所述 的甲苯二異氰酸酯為2, 4-甲苯二異氰酸酯和2, 6-甲苯二異氰酸酯中的一種或兩種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，所述 的多元醇選自聚醚210、聚醚303、乙二醇、1，4- 丁二醇、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷、甲基 丙二醇、乙醇胺、三乙醇胺、新戊二醇中的一種或兩種以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，所述 的醚醇類溶劑為乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、 二乙二醇丁醚中的一種或兩種以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，所述 的酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯中的一種或兩種以上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑，其特征在于，所述 的助劑為消泡劑、流平劑、抗氧劑。8. -種制備權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化 劑的方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 按重量比分別稱取原料； b、 將甲苯二異氰酸酯、多元醇、酯類溶劑、部分醚醇類溶劑放入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱攪拌，溫 度升至55-65°C，保溫反應(yīng)l_4h ; c、 加熱攪拌，溫度升至75-85Γ，保溫反應(yīng)2-6h，得到均勻的溶液； d、 停止加熱，將步驟c得到的溶液降溫至60°C，加入剩余的醚醇類溶劑和助劑，保溫反 應(yīng)lh，過濾出料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，反應(yīng)全程需攪拌，攪拌速度為120轉(zhuǎn)/分 鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單組份低游離TDI潮氣聚氨酯固化劑及制備方法，甲苯異氰酸酯10-30％，多元醇15-30％，醚醇類溶劑1-5％，酯類溶劑45-60％，助劑0.05-0.5％；本發(fā)明的TDI聚氨酯固化劑中，游離甲苯二異氰酸酯含量可降低到1％以下，無需進(jìn)行任何后處理；應(yīng)用一般的預(yù)聚物生產(chǎn)設(shè)備即可生產(chǎn)，無需增加新設(shè)備，具有設(shè)備成本低、操作簡單的特點(diǎn)，而且處理過程中不必使用大量的能源。
【IPC分類】C08G18/76, C08G18/48, C08G18/66, C08G18/32
【公開號】CN105153388
【申請?zhí)枴緾N201510598890
【發(fā)明人】李恭超
【申請人】廣東聚盈化工有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月17日