[发明专利]一种聚氨酯固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种聚氨酯固化剂及其制备方法。

背景技术

环境友好是涂料的发展趋势，以甲苯二异氰酸酯(TDI)合成的聚氨酯固化剂对人类及对环境的危害性较大，亟待寻求一种替代成分，在实现同等以上综合性能的前提下降低聚氨酯固化剂的毒性。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术缺陷，提供一种聚氨酯固化剂及其制备方法，特点是以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)代替了甲苯二异氰酸酯(TDI)。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种聚氨酯固化剂，由如下重量份数的原料制成：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)50-70份、三羟甲基丙烷(TMP)10-12份、聚醚多元醇2-5份、醋酸丁酯8-12份、二甲苯10-15份、流平剂1-3份、消泡剂1-3份。

优选地，由如下重量份数的原料制成：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)63份、三羟甲基丙烷(TMP)11份、聚醚多元醇3.5份、醋酸丁酯10份、二甲苯12份、流平剂2份、消泡剂2份。

一种制备所述的聚氨酯固化剂的方法，包括以下步骤：

(1)在130～140℃高温下对聚醚多元醇以及三羟甲基丙烷(TMP)回流脱水；

(2)降温至80℃以下，然后投入二甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)单体进行熔融聚合反应，在65～80℃保温，反应1-3h；

(3)取样，用二正丁胺法检测体系中的—NCO含量，达到要求后降温，加入醋酸丁酯、流平剂和消泡剂，分散后过滤出料。

合成及固化机理如下：

聚氨酯固化剂以多异氰酸酯基(—NCO)为基料，利用聚醚多元醇与多异氰酸酯反应制成端基含有异氰酸酯基的预聚物。当它潮气固化时，空气中的水汽以分子形态向涂层中渗透，与—NCO反应生成胺类，进而再与—NCO反应生成脲而导致预聚物分子间交联，涂层最后固化成为坚韧耐磨的涂膜。当它与含—OH的色漆组分复配使用时，—OH可以和—NCO在低温下进行反应。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比甲苯二异氰酸酯(TDI)具有较好的柔韧性和较短的施工周期，其综合性能接近TDI-TMP加成物，而且生产成本大幅度降低，气味、毒性小，有利于工人身体健康，是一种发展前途极为广阔的固化剂。该聚氨酯的综合性能良好，说明以MDI代替TDI合成聚氨酯固化剂是可行的。聚氨酯固化剂为潮气固化时，可作地坪涂料的封闭底漆，具有优异的渗透性能，能有效地封闭混凝土结构的毛细孔，提高地坪涂料与混凝土基本的粘结性能。当作为罩光面漆使用时，具有良好的流平性，耐磨性和光泽度；环境友好是涂料的发展趋势，MDI对人类及对环境的危害性远小于TDI涂料。同时与含羟基的色漆组分复配使用，颜色均一、丰满美观，可用于普通平涂和砂浆地坪。所以用MDI取代TDI合成用于地坪涂料的聚氨酯固化剂具有较大的发展前景。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明具体的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

实施例1

一种聚氨酯固化剂，由如下重量份数的原料制成：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)63份、三羟甲基丙烷(TMP)11份、聚醚多元醇3.5份、醋酸丁酯10份、二甲苯12份、流平剂2份、消泡剂2份。

一种制备所述的聚氨酯固化剂的方法，包括以下步骤：

(1)在135℃高温下对聚醚多元醇以及三羟甲基丙烷(TMP)回流脱水；

(2)降温至70℃，然后投入二甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)单体进行熔融聚合反应，在70℃保温，反应2h；

(3)取样，用二正丁胺法检测体系中的—NCO含量，达到要求后降温，加入醋酸丁酯、流平剂和消泡剂，分散后过滤出料。

实施例2

一种聚氨酯固化剂，由如下重量份数的原料制成：二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)50份、三羟甲基丙烷(TMP)10份、聚醚多元醇2份、醋酸丁酯8份、二甲苯10份、流平剂1份、消泡剂1份。

一种制备所述的聚氨酯固化剂的方法，包括以下步骤：

(1)在130℃高温下对聚醚多元醇以及三羟甲基丙烷(TMP)回流脱水；

(2)降温至60℃，然后投入二甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)单体进行熔融聚合反应，在65℃保温，反应1h；