一種高容忍度低游離tdi三聚體及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種甲苯二異氰酸酯（TDI)三聚體固化劑，特 別是一種高容忍度低游離的TDI三聚體固化劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，甲苯二異氰酸酯（TDI)三聚體固化劑是以甲苯二異氰酸酯自身聚合而成 的，目前，TDI三聚體固化劑生產(chǎn)過程中，由于甲苯二異氰酸酯自身反應(yīng)得到的三聚體固 化劑容忍度都不高，而且產(chǎn)品中游離TDI含量高，對(duì)人體及環(huán)境的影響較大。國內(nèi)一些研 究工作是采用相轉(zhuǎn)移劑后，通過減壓蒸餾除去相轉(zhuǎn)移劑，可以使1DI降低到1 %以下，如 專利文獻(xiàn)CN200610141852. 8和CN102911343A，但是，該方法的設(shè)備投資大，難以推廣應(yīng) 用。也有通過催化劑直接使得TDI進(jìn)行聚合，從而減少固化劑中游離IDI的含量，如專利 CN104403085A，但該專利的不足在于三聚體的容忍度過低。目前國內(nèi)生產(chǎn)的固化劑普遍游 離TDI含量可以達(dá)到，但一般的容忍度都在0. 7左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的之一在于提供一種高容忍度低游離TDI三 聚體固化劑。
[0004] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種高容忍度低游離TDI三聚體固化劑的制備方法， 具有設(shè)備成本低、操作簡單的特點(diǎn)，而且處理過程中不必使用大量的試劑和能源。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，包括按重量比計(jì)的以下原 料：
[0007] 甲苯二異氰酸酯40-45%， 一元醇 5-10%， 酯類溶劑 4S-50%， 異氰酸酯三聚催化劑0. 05-0, 1% , 異氰酸酯三聚阻聚劑0.1-0. 2% , 抗氧劑 0,0:5-11%。
[0008] 優(yōu)選的，按重量比計(jì)包括以下原料：
[0009] 甲苯二異氰酸酯 42-45% :，. :一元醇 5-8% ,
[0010] 酯類溶劑 47-50% :, 異氰酸酯三聚催化劑0.06-0.1%, 異氰酸酯三聚阻聚劑, 抗氧劑 0. 06-0. 1%。
[0011] 優(yōu)選的，所述的甲苯二異氰酸酯為2, 4-甲苯二異氰酸酯和2, 6-甲苯二異氰酸酯 中的一種或兩種。
[0012] 優(yōu)選的，所述的一元醇選自環(huán)己醇、己醇、十六醇、十八醇、苯乙醇、月桂醇中的一 種或兩種以上。
[0013] 優(yōu)選的，所述的酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯中的一種或兩種以 上。
[0014] 優(yōu)選的，所述的異氰酸酯三聚催化劑為N，N-四甲丙二胺或三乙胺。
[0015] 優(yōu)選的，所述的異氰酸酯三聚阻聚劑為磷酸。
[0016] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑為0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯。
[0017] -種上述高容忍度低游離TDI三聚體固化劑的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟：
[0018]a.按重量比稱取原料；
[0019]b.將甲苯二異氰酸酯、酯類溶劑、抗氧化劑放入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌加熱，升溫至 55_65°C，加入異氰酸酯三聚體催化劑，保溫反應(yīng)lh后開始測(cè)NC0值；
[0020]c?當(dāng)NC0值至8. 6-9. 2%，停止加熱，降溫至40-45°C，加入一元醇，反應(yīng)l_4h;
[0021] d.當(dāng)NC0值至7. 8-8. 3%，加入異氰酸酯三聚阻聚劑，攪拌均勻后，升溫至60°C，保 溫反應(yīng)lh后，降溫至55°C以下，過濾出料。
[0022] 優(yōu)選的，反應(yīng)全程需要攪拌，攪拌速度為120轉(zhuǎn)/分鐘。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 本發(fā)明通過使用一元醇與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，合成出來的TDI三聚體固化劑 分子量更小，分子分布更均勻，容忍度高，綜合性能更好，游離異氰酸酯有毒單體更少（小 于0. 6% )的三聚體固化劑；而且無需進(jìn)行任何后處理；應(yīng)用一般的預(yù)聚物生產(chǎn)設(shè)備即可生 產(chǎn)，無需增加新設(shè)備，具有設(shè)備成本低、操作簡單的特點(diǎn)，而且處理過程中不必使用大量的 能源。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明要求 保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] -種高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，由按重量份計(jì)的如下原料制備而成：
[0028] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入180g甲 苯二異氰酸酯、1〇(^醋酸正丁酯、1〇(^醋酸乙酯、〇.28 0-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙 酸季戊四醇酯，同時(shí)開動(dòng)攪拌及加熱，升溫至55°C，加入0. 3gTDI三聚體催化劑N，N-四甲 丙二胺，lh后開始測(cè)NC0值，采用二正丁胺-鹽酸法檢測(cè)NC0值，直到NC0值至8. 6-9. 2%， 停止加熱，冷卻至40-45°C，加入20g月桂醇，反應(yīng)半小時(shí)后開始檢測(cè)NCO值。
[0029] 當(dāng)NC0值達(dá)到7. 8-8. 3 %后，加入0. 48g磷酸，升溫至60 °C，保溫1小時(shí)后，降溫至 55°C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)品。采用GB/T18446-2009《色漆和清漆用漆基異氰酸酯樹脂 中二異氰酸酯單體的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定游離TDI含量，檢測(cè)結(jié)果見表1。
[0030] 表1實(shí)施例1制備得到的產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果：
[0031]
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入175g甲 苯二異氰酸酯、1〇(^醋酸正丁酯、1〇(^醋酸乙酯、〇.28 0-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙 酸季戊四醇酯，同時(shí)開動(dòng)攪拌及加熱，升溫至55°C，加入0. 35gTDI三聚體催化劑三乙胺，lh 后開始測(cè)NC0%，直到NC0值至8. 6-9. 2% ;停止加熱，冷卻至40-45°C，加入25g十六醇，反 應(yīng)半小時(shí)后開始檢測(cè)NC0值。
[0034] 當(dāng)NC0值達(dá)到7. 8-8. 3%后，加入0. 5g磷酸，升溫至60°C，保溫1小時(shí)后降溫至 55°C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)品。采用GB/T18446-2009《色漆和清漆用漆基異氰酸酯樹脂 中二異氰酸酯單體的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定游離TDI含量，檢測(cè)結(jié)果見表2。
[0035] 表2實(shí)施例2制備得到的產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果：
[0036]

[0038] 實(shí)施例3
[0039] 依次在一個(gè)裝有攪拌裝置、溫度計(jì)和通氮?dú)獗Ｗo(hù)的500mL四口燒瓶中加入170g甲 苯二異氰酸酯、1〇(^醋酸正丁酯、1〇(^醋酸乙酯、〇.28 0-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙 酸季戊四醇酯，同時(shí)開動(dòng)攪拌及加熱，升溫至55°C，加入0. 3gTDI三聚體催化劑三乙胺，lh 后開始測(cè)NC0%，直到NC0值至8. 6-9. 2% ;停止加熱，冷卻至40-45°C，加入30g月桂醇，反 應(yīng)半小時(shí)后開始檢測(cè)NC0值。
[0040] 當(dāng)NC0值達(dá)到7. 8-8. 3%后，加入0. 5g磷酸，升溫至60°C，保溫1小時(shí)后降溫至 55°C以下，過濾出料，獲得產(chǎn)品。采用GB/T18446-2009《色漆和清漆用漆基異氰酸酯樹脂 中二異氰酸酯單體的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定游離TDI含量，檢測(cè)結(jié)果見表3。
[0041] 表3實(shí)施例3制備得到的產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果：
[0042]
[0043] 使用本發(fā)明后，可以降低涂料使用產(chǎn)生的污染以及對(duì)人體的危害，特別適用于生 產(chǎn)TDI三聚體固化劑，另外本發(fā)明還有制備工藝簡單，使用方便的特點(diǎn)。
[0044] 以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑及制備方法，進(jìn) 行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施 例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人 員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明 書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，包括按重量比計(jì)的以下原料：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，包括按重量 比計(jì)的以下原料：3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 甲苯二異氰酸酯為2, 4-甲苯二異氰酸酯和2, 6-甲苯二異氰酸酯中的一種或兩種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 一元醇選自環(huán)己醇、己醇、十六醇、十八醇、苯乙醇、月桂醇中的一種或兩種以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 酯類溶劑選自醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯中的一種或兩種以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 異氰酸酯三聚催化劑為N，N-四甲丙二胺或三乙胺。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 異氰酸酯三聚阻聚劑為磷酸。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑，其特征在于，所述的 抗氧劑為0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯。9. 一種制備權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高容忍度低游離TDI三聚體固化劑的方法， 其特征在于，包括以下步驟： a. 按重量比稱取原料； b. 將甲苯二異氰酸酯、酯類溶劑、抗氧化劑放入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌加熱，升溫至55-65°C， 加入異氰酸酯三聚體催化劑，保溫反應(yīng)Ih后開始測(cè)NCO值； c. 當(dāng)NCO值至8. 6-9. 2%，停止加熱，降溫至40-45°C，加入一元醇，反應(yīng)l_4h; d. 當(dāng)NCO值至7. 8-8. 3%，加入異氰酸酯三聚阻聚劑，攪拌均勻后，升溫至60°C，保溫反 應(yīng)Ih后，降溫至55°C以下，過濾出料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，反應(yīng)全程需要攪拌，攪拌速度為120轉(zhuǎn)/ 分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高容忍度低游離TDI三聚體固化劑及制備方法：TDI聚氨酯固化劑包括甲苯二異氰酸酯40-45％，一元醇5-10％，酯類溶劑45-50％，異氰酸酯三聚催化劑0.05-0.1％，異氰酸酯三聚阻聚劑0.1-0.2％，抗氧劑0.05-0.1％。本發(fā)明的TDI聚氨酯固化劑中，游離甲苯二異氰酸酯含量可降低到1％以下，容忍度達(dá)到3以上，無需進(jìn)行任何后處理；應(yīng)用一般的預(yù)聚物生產(chǎn)設(shè)備即可生產(chǎn)，無需增加新設(shè)備，具有設(shè)備成本低、操作簡單的特點(diǎn)，而且處理過程中不必使用大量的能源。
【IPC分類】C08G18/02, C09D175/04, C09D7/12, C08G18/28, C08G18/79
【公開號(hào)】CN105131249
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510594117
【發(fā)明人】李恭超
【申請(qǐng)人】廣東聚盈化工有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日