[发明专利]一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯制备领域，更具体地，提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体，包括以下重量份的原料：聚醚多元醇180‑240、异氰酸酯70‑130、稳定剂0.005‑0.05、抗氧化剂0.15‑0.5、共沸助剂5‑25。还提该聚氨酯预聚体的制备方法，将获得的预聚体通过分子蒸馏处理。本发明中通过调配异氰酸酯预聚体的合成组份，并采用分子蒸馏的方式制备低游离甲苯二异氰酸酯预聚体，使得其预聚体中的游离TDI含量更低，在0.07％‑0.25％之间，同时粘度低且热稳定性好，有良好的加工条件，贮存时间更长，经济价值更高。

技术领域

本发明涉及聚氨酯制备领域，更具体地，涉及一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法。

背景技术

目前技术手段中，聚氨酯合成方法中常用预聚体法制备，主要使用原料为多元醇和异氰酸酯，通常使用过量的异氰酸酯和多元醇在一定条件下合成NCO端的预聚物，即NCO/OH大于1。而常用的多为甲苯二异氰酸酯(TDI)，但由于反应过程中单体反应不充分，有较多的游离TDI单体存在，这些游离的TDI单体本易挥发且具有较强的毒性，可以以呼吸吸入和接触的方式危害人体健康，尤其在加工过程中对加工人员伤害大，所以国标中对游离TDI的含量有一定的限制。而且残留的TDI会在存贮期间缓慢反应，导致预聚体的粘度逐渐增加，存贮期缩短，使用时间受限。而低游离预聚体存贮期更长，不宜变质。故目前亟需一种能够制备低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的残留的TDI会在存贮期间缓慢反应，导致预聚体的粘度逐渐增加，存贮期缩短，使用时间受限，故目前亟需一种能够制备低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法的问题，提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法。本发明能够降低聚氨酯预聚体中的游离TDI含量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低游离TDI的聚氨酯预聚体，包括以下重量份的原料：

优选的，所述聚醚多元醇为二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇、四羟基聚醚多元醇的至少一种。

优选的，所述二羟基聚醚多元醇的分子量可选择为300～2000。

优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、TDI80/20、TDI100中的一种。

优选的，所述稳定剂选自柠檬酸、磷酸、苯甲酰氯、己二酸中的一种。

优选的，所述共沸剂的沸点在200-300℃之间。

优选的，所述共沸剂选自邻苯二甲酸二甲酯、二苯甲烷、二醇二甲醚中的一种。

还提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法，其包含以下几个步骤：

S1、将聚醚多元醇投入到反应釜中，设置搅拌速率为200-300r/min，温度为105-110℃、压力为200pa-400pa，在此条件下真空脱水2～4h，实时测试反应釜含水量；

S2、当步骤S1中测试含水量低于0.05％时，将反应釜内降温至50℃并通氮气保护，同时加入抗氧剂和稳定剂，恒温搅拌0.5h；

S3、加入异氰酸酯，通氮气保护，并在60℃恒温搅拌反应1h，升温至75℃恒温搅拌反应2h；

S4、降温至在50-60℃下加入共沸助剂，恒温搅拌15-30min；

S5、将预聚体加入到分子蒸馏设备中，设置预热进料温度70-100℃，主加热温度90-150℃，冷凝温度30-60℃，真空度在1-30pa，刮膜速度为300-500r/min，控制进料速度0.5-1.5L/min，轻组分为游离的TDI与助剂的混合物，重组分收集的产物，即低游离甲苯二异氰酸酯预聚体。