[发明专利]一种低吸湿率的多异氰酸酯组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低吸湿率的多异氰酸酯组合物，其由1,3‑苯二亚甲基二异氰酸酯低聚而成，包含脲二酮基、异氰脲酸酯基和亚氨基噁二嗪二酮基，其中含有氟代化合物，且溴离子的含量不高于50ppm。

技术领域

本发明属于异氰酸酯领域，具体涉及一种低吸湿率的多异氰酸酯组合物及其制备方法。

背景技术

1,3-苯二甲撑二异氰酸酯(mXDI)为公开已知的芳脂族二异氰酸酯，即其异氰酸酯基团经脂肪族基团结合到芳族体系上存在的一类二异氰酸酯，由于它们的芳香结构及脂族式结合的异氰酸酯基团，保证了其异氰酸酯基团的高活性，同时又保证了耐黄变效果，结构如下：

为了下游用户能够安全健康地使用，将二异氰酸酯低聚成多异氰酸酯组合物已经成为公知技术，比如二异氰酸酯单体通过自身聚合，可以得到如脲二酮、亚氨基噁二嗪二酮和异氰脲酸酯的常规结构，这三种结构各有特点，其含量的变化可以影响产品的性能，其对应结构如下式：

式中的R₁、R₂和R₃可以相同或者不同，表示二异氰酸酯单体中除去NCO基团的残基。

亚氨基噁二嗪二酮结构为非中心对称结构，而且专利CN106604944A已经公开，此结构的存在利于增强多异氰酸酯组合物在潮湿环境中的稳定性，同时需要明确的是，此结构的生成需要采用含氟催化剂，其工艺在US5914383A、CN1243124A、US4937339、US7595396和US6107484均已经公开。

CN103119077已经公开了XDI的低聚工艺，但主要提及其高折射率特性在耐光性方面的应用，并未提及其存储稳定性；CN106062024也公开了mXDI的低聚工艺，并且为了提升速干性，限定了异氰脲酸酯六元环的含量，同时也未提及其存储稳定性。

基于公开的技术，mXDI的低聚的组合物其Tg约为50℃左右，常温(25℃)时呈现固体特征，通常作为固体颗粒或者溶于酯类、酮类溶剂使用。作为固体颗粒使用时，通常袋装存储，很难像不锈钢桶一样做到完全氮封密闭，故其在高温高湿条件下的存储稳定性十分重要，更重要的就是针对水汽的惰性，即多异氰酸酯组合物需要低吸湿率特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于XDI的低吸湿率的多异氰酸酯组合物。

由于XDI中包含芳基和脂肪基，其反应活性比TDI小，但比HDI强，本发明人员在实验过程中惊奇地发现，基于含氟的铵盐离子对催化剂，可以获得基于XDI的包含脲二酮基、异氰脲酸酯基和亚氨基噁二嗪二酮基的多异氰酸酯组合物，可明显改善其吸湿率特性。

由于采用含氟离子的催化剂，及XDI有含溴化合物，体系内部会发生Finkelstein反应，从而生成氟代化合物和溴离子，通过氟代化合物的参与聚合和控制溴离子的含量可以进一步明显改善多异氰酸酯组合物的吸湿性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低吸湿率的无溶剂多异氰酸酯组合物，组合物由1,3-苯二甲撑二异氰酸酯低聚而成，含有如下结构式(1)、式(2)和式(3)的化合物：

其中，R₁’、R₂’和R₃’中至少有一个为元素F，其余为NCO，

其中，X、Y和Z中至少一个为元素F，其余为NCO，

结构式(3)的化合物为异氰脲酸酯；

组合物中溴离子含量不高于50ppm，优选不高于10ppm，更优选不高于5ppm，以组合物总质量计。