多异氰酸酯及其制备方法与流程

本发明涉及一种多异氰酸酯及其制备方法、包含其的产品及其作为聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

背景技术：

1、多异氰酸酯例如甲苯二异氰酸酯三聚体(简称tdi三聚体)常用作双组分聚氨酯涂料和胶粘剂的交联固化剂，其具有快干、高硬度、耐化学品性强等优点。然而，传统的tdi三聚体对一些涂料配方中的多元醇树脂、助剂和弱极性溶剂(如甲苯和二甲苯等)的相容性有限，进而会影响双组分聚氨酯涂料的外观和性能。另一方面，如何降低多异氰酸酯固化剂中的游离的tdi单体含量一直是国内外聚氨酯固化剂行业比较关注的问题。

2、us20040024213涉及提高三聚反应的反应温度制备基于2，4-和2，6-二异氰酸甲苯的低单体含量三聚物的新方法及其在涂料中的应用。该三聚物通过由20至80重量％的含至少80重量％2，4-和2，6-二异氰酸甲苯的二异氰酸成分和20至80重量％溶剂和/或稀释剂及含二烷氨基甲基基团的酚催化剂组成的混合物制成。

3、us5064960涉及一种引入有机醇化合物制备含有异氰脲酸酯的多异氰酸酯的组合物的方法，该组合物溶解在惰性于异氰酸酯基团的溶剂中，通过a)将2.5％至7％基于2，4-二异氰酸酯的起始二异氰酸酯基团或2，4-二异氰酸酯和2，6-二异氰酸酯的异氰酸酯基团与与一元醇的混合物反应，b)加入足够量的有机溶剂，其对异氰酸酯基团惰性，在步骤a之前，期间或之后形成30％至70％的氨酯化二异氰酸酯溶液，c)随后在加速异氰酸酯基团的三聚化催化剂存在下部分三聚所述氨酯化二异氰酸酯基团和d)当未反应的甲苯二异氰酸酯的含量低于0.5重量％时通过加入催化剂毒物终止三聚反应。

4、希望能够开发一种兼具高相容性和低游离单体含量的甲苯二异氰酸酯三聚体。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种由包含有机单羟基化合物、甲苯二异氰酸酯和催化剂的体系在有机溶剂中反应制备的多异氰酸酯、其制备方法、包含其的产品及其作为聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

2、根据本发明的由包含有机单羟基化合物、甲苯二异氰酸酯和催化剂的体系在有机溶剂中反应制备的多异氰酸酯，所述多异氰酸酯具有以下特征：

3、a.异氰酸酯基团含量不低于6.8重量％；

4、b.甲苯二异氰酸酯游离单体含量不超过0.1重量％；

5、c.甲苯容忍度不低于3.0ml/g；和

6、d.粘度不超过1000mpa·s；

7、上述重量％都相对于多异氰酸酯的总重量计。

8、根据本发明的一个方面，提供了制备根据本发明所提供的多异氰酸酯的方法，包括：

9、i.使甲苯二异氰酸酯和催化剂在有机溶剂的存在下反应直至反应物的异氰酸酯基团含量为9重量％-11重量％；

10、ii.冷却反应物至-5℃-35℃并加入有机单羟基化合物，或加入有机单羟基化合物并冷却反应物至-5℃-35℃；和

11、iii.继续反应直至甲苯二异氰酸酯游离单体的含量不超过0.1重量％时终止反应得到所述多异氰酸酯。

12、根据本发明的一个方面，提供了一种产品，其包含根据本发明所提供的多异氰酸酯。

13、根据本发明的一个方面，提供了根据本发明所提供的多异氰酸酯作为聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

14、根据本发明的一个方面，提供了根据本发明所提供的多异氰酸酯作为聚氨酯胶粘剂中的多异氰酸酯组分的用途。

15、根据本发明的一个方面，提供了一种产品，其包含由根据本发明所提供的方法制备得到的多异氰酸酯。

技术特征：

1.由包含有机单羟基化合物、甲苯二异氰酸酯和催化剂的体系在有机溶剂中反应制备的多异氰酸酯，所述多异氰酸酯具有以下特征：

2.根据权利要求1所述的多异氰酸酯，其特征在于，所述多异氰酸酯的甲苯容忍度为3.0ml/g-20.0ml/g，优选4.0ml/g-10.0ml/g，最优选4.0ml/g-9.0ml/g。

3.根据权利要求1或2所述的多异氰酸酯，其特征在于，所述多异氰酸酯的粘度为400mpa·s-1000mpa·s。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多异氰酸酯，其特征在于所述甲苯二异氰酸酯的量为20重量％-70重量％，进一步优选30重量％-60重量％，最优选40重量％-50重量％，相对于所述体系的总重量计。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多异氰酸酯，其特征在于，所述有机单羟基化合物为有机单醇，进一步优选碳原子数不小于4的有机单醇，还优选碳原子数不小于6的有机单醇，最优选下列的一种或多种：癸醇、十二烷基醇以及含有更高碳原子数的烷基单醇。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多异氰酸酯，其特征在于，所述有机单羟基化合物的量为1重量％-20重量％，优选2重量％-10重量％，最优选2重量％-6重量％，相对于所述体系的总重量计。

7.制备如权利要求1-6任一项所述的多异氰酸酯的方法，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂是三聚催化剂。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步骤i的反应温度为45℃-85℃，最优选50℃-75℃。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤ii冷却反应物至5℃-30℃，最优选冷却反应物至15℃-30℃。

11.根据权利要求7-10任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤iii，加入反应终止剂以终止反应。

12.一种产品，其包含根据权利要求1-6任一项所述的多异氰酸酯。

13.根据权利要求12所述的产品，其特征在于，所述产品选自聚氨酯漆料和聚氨酯胶粘剂。

14.根据权利要求1-6任一项所述的多异氰酸酯作为聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

15.根据权利要求1-6任一项所述的多异氰酸酯作为聚氨酯胶粘剂中的多异氰酸酯组分的用途。

16.一种产品，其包含由根据权利要求7-11任一项所述的方法制备得到的多异氰酸酯。

技术总结
本发明涉及一种由包含有机单羟基化合物、甲苯二异氰酸酯和催化剂的体系在有机溶剂中反应制备的多异氰酸酯及其制备方法、包含该多异氰酸酯的产品及其作为聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。该多异氰酸酯具有以下特征：a.异氰酸酯基团含量不低于6.8重量％；b.甲苯二异氰酸酯游离单体含量不超过0.1重量％；c.甲苯容忍度不低于3.0ml/g；和d.粘度不超过1000mPa·s；上述重量％都相对于多异氰酸酯的总重量计。本发明的多异氰酸酯具有良好的相容性。

技术研发人员：李洪超,徐立溪,余欣龙
受保护的技术使用者：科思创德国股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13