專利名稱：一種新型環保聚氨酯固化劑的制備方法
技術領域：
本發明屬于聚氨酯技術領域，具體涉及ー種新型環保聚氨酯固化劑的制備方法。
背景技術：
聚氨酯固化劑是由ニ異氰酸酯與含有活潑氫的化合物加成反應生成的一種聚氨酯預聚物。目前常用固化劑為三羥甲基丙烷(TMP)與甲苯ニ異氰酸酯(TDI)的加成物，它在國內外聚氨酯固化劑中所占比例非常大，但TD1、TMP價格較高，且存在著游離TDI高，固化量低，環保性差等問題。MDI ( ニ苯甲烷ニ異氰酸酯)是繼TDI后發展起來的極其重要的異氰酸酷。MDI因其結構和使用性能與TDI相類似，且其蒸汽壓遠低于TDI，因而受到了相關科研人員廣泛的關注。MDI與TDI相比具有分子量大、揮發性小，氣味小、毒性小等優點，既滿足了當今社會環保要求，又有利于エ業安全防護和工人身體健康，而且價格相對較低，有利于環境保護，符合國家產業政策。這也決定了 MDI型水性固化劑具有極大發展前景。MDI具有対稱的分子結構，用MDI生產的固化劑和主劑反應后具有更好的機械性能，如柔韌性等。專利CN 101307127A公開了具有低游離MDI単體的聚氨酯固化劑及其制備方法，以MDI代替TDI參與反應,通過預聚反應和三聚反應合成的聚氨酯固化劑，固含為75%吋，游離的MDI単體含量少于固化劑質量的2%，解決了現在技術中的エ藝復雜，設備投資高問題。TMP價格較高，且TD1-TMP加成物系列存在溶解性較差，環保性不好等缺陷。專利CN 1923895A公開的ー種聚氨酯固化劑的制備方法，以脂肪酸改性聚和多元醇制得聚氨酷固化劑在光澤、柔韌性、與涂料主劑的相容性方面性能優異。本發明擬采用改性聚合多元醇與MDI制得新型環保聚氨酯固化劑。
發明內容
本發明的目的在于提供一種成本低，低毒性的新型環保聚氨酯固化劑。本發明所述的新型環保聚氨酯固化劑的制備方法，包括下述步驟稱取一定量的十六酸、苯甲酸、鈦酸四異丙酯、こ酸丁酯加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接ロ的三ロ圓底燒瓶中，先通氮氣lOmin，除去燒瓶中空氣。再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2h，4h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇。將一定量MD1-50 (ニ苯基甲烷-4，4' - ニ異氰酸酷)、こ酸丁酯加入到帶有冷凝管的三ロ燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三ロ燒瓶內滴加滴加上述制備的改性聚和多元醇，Ih內滴加完成，升溫至70°C保溫3h，升溫至80°C，加入二月桂酸ニ丁基錫，保溫2h，得新型環保聚氨酯固化劑。上述反應中，十六酸苯甲酸鄰苯ニ甲酸酐季戊四醇鈦酸四異丙酯こ酸丁酯之間的重量比為24:5:20:24:0. 14:25。上述反應中，改性聚合多元醇MDI_50 :こ酸丁酯二月桂酸ニ丁基錫之間的重量比為 8 9:4. 5 5.5 11:0. 5。
測試方法為酸值根據GB 12008. 5-1989標準進行測試；NC0質量百分含量按HG/ T2409-1992標準進行測試；游離MDI用高效液相色譜法進行測試；與聚氨酯涂料主劑相容性根據目測進行測試。固化劑與主劑按1:2比例混合，待其固化后判斷是否有其他組分滲出及程度如何，判斷其與聚氨酯涂料主劑相容性。
本發明所得的新型環保聚氨酯固化劑性能指標為NC0質量百分含量為6. 5 7.4%，游離MDI小于固化劑質量的O. 98 1. 28%，將其與聚氨酯涂料主劑以1:2比例混合， 其固化后無明顯組分滲出，相容性好。
本發明的新型環保聚氨酯固化劑以脂肪酸改性低分子多元醇，脂肪酸引入分子鏈中，增強體系的交聯性能，克服了一般多元醇反應體系中存在的反應活性低，溶解性差等問題，它與傳統的TDI/TMP型固化劑相比，具有低毒性，低成本的優勢，符合水性涂料發展趨勢，具有非常廣闊的產業化應用前景。
具體實施方式
本發明具體的技術方案如下
稱取一定量的十六酸、苯甲酸、鈦酸四異丙酯、乙酸丁酯加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接口的三口圓底燒瓶中，先通氮氣lOmin，除去燒瓶中空氣。再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2h，4h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇。
將一定量MD1-50 (二苯基甲烷-4,4' -二異氰酸酯)、乙酸丁酯加入到帶有冷凝管的三口燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三口燒瓶內滴加滴加上述制備的聚和多元醇， Ih內滴加完成，升溫至70°C保溫3h，升溫至80°C，加入二月桂酸二丁基錫，保溫2h，得新型環保聚氨酯固化劑。
下面結合實施例對本發明做進一步闡述，但本發明所保護范圍不僅限于此。
實施例1
取十六酸24g,苯甲酸5g,鄰苯二甲酸酐20g,季戍四醇24g,鈦酸四異丙酯O. 14g, 乙酸丁酯25g加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接口的三口圓底燒瓶中，先通氮氣lOmin， 除去燒瓶中空氣。再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2h，4h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇。將MD1-50 4. 5g、醋酸乙酯12g、加入到帶有冷凝管的三口燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三口燒瓶內滴加滴加上述制備的改性聚和多元醇8g， Ih內滴加完成，升溫至70°C保溫3h，升溫至80°C，加入二月桂酸二丁基錫0.5g，保溫反應 2h，得新型環保聚氨酯固化劑。經測試NCO質量百分含量為6. 5%，游離MDI小于固化劑質量的0.98%，將其與聚氨酯涂料主劑以1:2比例混合，其固化后無明顯組分滲出，相容性好。
實施例2
取十六酸24g,苯甲酸5g,鄰苯二甲酸酐20g,季戍四醇24g,鈦酸四異丙酯O. 14g, 乙酸丁酯25g加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接口的三口圓底燒瓶中，先通氮氣lOmin， 除去燒瓶中空氣。再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2h，4h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇。將MD1-50 5. 5g，醋酸乙酯12g加入到帶有冷凝管的三口燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三口燒瓶內滴加滴加上述制備的改性聚和多元醇8.5g，Ih內滴加完成，升溫至70°C保溫3h，升溫至80°C，加入二月桂酸二丁基錫O. 5g，保溫反應2h，得新型環保聚氨酯固化劑。經測試NCO質量百分含量為7.4%，游離MDI小于固化劑質量1. 28%，將其與聚氨酯涂料主劑以1:2比例混合，其固化后無明顯組分滲出，相容性好。
實施例3
取十六酸24g,苯甲酸5g,鄰苯二甲酸酐20g,季戍四醇24g,鈦酸四異丙酯O. 14g, 乙酸丁酯25g加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接口的三口圓底燒瓶中，先通氮氣lOmin， 除去燒瓶中空氣。再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2h，4h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇。將MD1-50 5g、醋酸乙酯12g、加入到帶有冷凝管的三口燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三口燒瓶內滴加 滴加上述制備的改性聚和多元醇9g，Ih 內滴加完成，升溫至70°C保溫3h，升溫至80°C，加入二月桂酸二丁基錫O. 5g，保溫反應2h， 得新型環保聚氨酯固化劑。經測試NCO質量百分含量為6. 9%，游離MDI小于固化劑質量1%， 將其與聚氨酯涂料主劑以1:2比例混合，其固化后無明顯組分滲出，相容性好。
權利要求
1.一種新型環保聚氨酯固化劑的制備方法，包括下述步驟 將適量十六酸、苯甲酸、鈦酸四異丙酯、醋酸乙酯加入到裝有冷凝管、溫度計及氮氣接口的三口圓底燒瓶中，先通氮氣10 min，除去燒瓶中空氣；再在氮氣保護下升溫攪拌，升溫至160°C保溫2 h，4 h內升溫至200°C保溫至酸值合格，得改性聚合多元醇； 將一定量MD1-50、醋酸乙酯、加入到帶有冷凝管的三口燒瓶中，升溫至50°C，由恒壓漏斗向三口燒瓶內滴加滴加上述制備的改性聚和多元醇，I h內滴加完成，升溫至70 °C保溫3 h，升溫至80 °C，加入二月桂酸二丁基錫，保溫2 h，得新型環保聚氨酯固化劑。
2.如權利要求1所述的新型環保聚氨酯固化劑的制備方法，其特征在于十六酸苯甲酸鄰苯二甲酸酐季戊四醇鈦酸四異丙酯乙酸丁酯之間的重量比為24:5:20:24:0. 14:25。
3.如權利要求1所述的新型環保聚氨酯固化劑的制備方法，其特征在于改性聚合多元醇MD1-50 :乙酸丁酯二月桂酸二丁基錫的重量比為8 9:4. 5 5. 5 :11:0. 5。
全文摘要
本發明涉及一種新型環保聚氨酯固化劑的制備方法，該方法是將十六酸、苯甲酸、鈦酸四異丙酯、醋酸乙酯在氮氣保護下升溫攪拌，于160～200℃反應制得改性聚合多元醇。將一定量MDI、醋酸乙酯、上述制備的改性聚和多元醇、二月桂酸二丁基錫于50～80℃反應得新型環保聚氨酯固化劑。本發明所得的固化劑性能指標為NCO質量百分含量為6.5～7.4%，游離MDI小于固化劑質量的0.98～1.28%，與聚氨酯主劑相容性好。本發明的新型環保聚氨酯固化劑以脂肪酸改性低分子多元醇，脂肪酸引入分子鏈中，增強體系的交聯性能，克服了一般多元醇反應體系中存在的反應活性低，溶解性差等問題，具有低毒性，低成本的優點。
文檔編號C08G18/36GK103030779SQ20121057416
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者張文藝, 吳凌云, 劉芳, 邱小蘭, 李仁霞, 戴如娟 申請人:常州大學