[发明专利]低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂，特别涉及一种可用于双组份聚氨酯涂料的甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂。

背景技术

通常，甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂是以甲苯二异氰酸酯（TDI）和三羟甲基丙烷制备的，目前，聚氨酯树脂生产过程中，由于甲苯二异氰酸酯反应不稳定，产品中游离TDI含量高，对人体及环境的影响较大。发达国家采用薄膜蒸发器来分离聚氨酯预聚物中的游离TDI取得了很好的效果，可以降低到0.1%以下。但是，该方法的设备投资大，难以推广应用；化学法是通过催化使得残留的TDI进行二聚或三聚，从而减少固化剂中游离TDI的含量。常温下TDI可缓慢产生自加成反应，但无催化剂存在时，此反应进行的很缓慢。当采用催化剂时，反应速度加快。如果催化剂和反应工艺选择不当，容易造成产品粘度过高，对涂料的干燥性和施工性都有不利的影响。目前国内生产的固化剂普遍游离TDI含量较高，游离TDI含量在1%以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂及其制备方法以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂，是以如下重量百分比的原料制备的：

甲苯二异氰酸酯          33-47%；

三羟甲基丙烷            9-13%；

酯类溶剂和苯类混合溶剂    45-57%；

异氰酸酯三聚催化剂        0.05-0.1%；

异氰酸酯三聚阻聚剂        0.1-0.2%；

抗氧剂                    0.05-0.1%。

上述各个组分的百分比之和为100%。

优选的，是以如下重量百分比的原料制备的：

甲苯二异氰酸酯            39～41%；

三羟甲基丙烷              10～11%；

酯类溶剂和苯类混合溶剂    48～51%；

异氰酸酯三聚催化剂        0.06～0.1%；

异氰酸酯三聚阻聚剂        0.12～0.14%；

抗氧剂                    0.06～0.1%。

上述各个组分的百分比之和为100%。

所述甲苯二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯或2,4-甲苯二异氰酸酯中的一种以上；

所述酯类溶剂选自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸乙酯或醋酸正丁酯中的一种以上；

所述苯类选自甲苯、二甲苯、甲苯或二甲苯中的一种以上；

酯类溶剂和苯类混合溶剂的重量比为1：1～1:1.5；

所述异氰酸酯三聚催化剂为N,N-二甲基苄胺或N,N-二乙基苄胺中的一种以上；

所述异氰酸酯三聚阻聚剂为磷酸或苯甲酰氯中的一种以上；

所述抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，如广州志一贸易有限公司的B11二元复配抗氧剂；

所述低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂的制备方法，包括如下步骤：

将甲苯二异氰酸酯、总重量40～60%的酯类和苯类混合溶剂和抗氧剂的混合物搅拌加热至30-40°C，加入总重量40～60%的三羟甲基丙烷，升温至60-65°C，保温30-45分钟后，加入余量的三羟甲基丙烷，在70-72°C保温1.5～3小时后，升温到80-84°C，保温90～110分钟，降温至50～60°C，加入异氰酸酯三聚催化剂，控温50～60°C，保温20～40分钟，开始测NCO。当NCO值达到理论值后，加入异氰酸酯阻聚剂，升温至65～75℃，保温40～50分钟，加入余量的酯类和苯类混合溶剂，55～65°C保温40～50分钟，降温至55°C以下，过滤出料，获得产品。

本发明获得的低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂，可用于双组份聚氨酯涂料中固化剂组份，使用方法与常规的甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂相同。

本发明的低游离甲苯二异氰酸酯聚氨酯固化剂，其与现有技术相比，有如下优点：

无需进行任何后处理；应用一般的预聚物生产设备即可生产，无需增加新设备，2、制得的聚氨酯固化剂中，游离甲苯二异氰酸酯含量可降低到0.5%以下。

具体实施方式

实施例1