一种可稳定储存的异氰酸酯预聚物的组合物及其制备方法与流程

本发明属于异氰酸酯领域，具体涉及一种可稳定储存的异氰酸酯预聚物的组合物及其制备方法。

背景技术：

1、异氰酸酯是聚氨酯的原料，主要是通过相应的胺光气化来制备。有机胺与光气发生反应，得到异氰酸酯，根据化学结构的不同，分为芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯，他们通过与不同的多元醇反应，可以得到不同性能的聚氨酯材料，包括泡沫、弹性体等。由于异氰酸酯基团较高的活性，在加热和碱催化下能与伯氨/羟、仲胺基化合物等发生反应，无论是基于芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、碳化二亚胺改性异氰酸酯或氨基甲酸酯改性的异氰酸酯与具有活泼氢的多元醇反应得到的异氰酸酯预聚物中的一种或多种，在加热和碱性催化剂或金属催化剂催化下，异氰酸酯与氨基甲酸酯中的仲胺基团发生反应，生成大分子交联化合物，导致产品nco(异氰酸基)损失，同时液体产品粘度增大，导致产品变质，严重时导致产品凝固。在异氰酸酯与具有活泼氢的多元醇反应得到的异氰酸酯预聚物中经常出现在生产过程中因反应活性较大导致产品粘度、nco异常，甚至固釜的情况，在储存运输过程中出现产品粘度增大，nco降低的问题。基于异氰酸酯的预聚物不稳定主要是由于具有活泼氢的多元醇中催化剂残留导致，而且在环境温度较高的场景中更容易发生。一旦催化剂含量超标，异氰酸酯与氨基甲酸酯反应形成交联大分子物质，导致产品变质，造成经济损失。

2、综上，目前本领域亟需提升异氰酸酯预聚物的储存稳定性，降低其在生产储运过程中变质的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种提升异氰酸酯预聚物储存稳定性的方法，该方法可以提升异氰酸酯预聚物的储存稳定性，降低其在生产储运过程中变质的风险。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种异氰酸酯预聚物的组合物，所述组合物含有异氰酸酯预聚物、膦腈化合物；其中，所述膦腈化合物与异氰酸酯类化合物的重量比为(0.001～1.0):100，优选(0.003～0.01):100。

4、本领域聚醚多元醇中催化剂主要是碱性催化剂，如koh等，聚酯多元醇中催化剂主要是金属催化剂，如钛酸四丁酯等。在多元醇生产过程中若催化剂残留量在1ppm以上，残留的催化剂加速多元醇与异氰酸酯间的反应，并催化异氰酸酯与氨基甲酸酯反应形成交联大分子物质，导致产品变质。发明人研究发现，膦腈类物质由于其中心缺电子结构，是酸性较强的lewis酸，极易捕获碱性物质，添加在异氰酸酯中，可在预聚反应中与催化剂结合使其失去催化活性，降低催化剂浓度从而达到降低反应活性、延长保质期的目的。

5、在本发明的一种实施方案中，所述异氰酸酯预聚物为异氰酸酯与含活泼氢多元醇反应得到的预聚物；优选地，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯，以及含上述异氰酸酯结构的化合物中的一种或多种，优选二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氨基甲酸酯改性异氰酸酯、碳化二亚胺改性异氰酸酯中的一种或多种；优选地，所述含活泼氢多元醇为分子量为100-3000的2-3元聚醚或聚酯多元醇中的一种或多种，优选c2020、pba2000、c1010、ptmg2000中的一种或多种。

6、在本发明的一种实施方案中，所述的膦腈化合物结构如下：

7、

8、其中，r为c1-c18的烷氧基和/或氯，优选c1-c3的烷氧基中的一种或多种。

9、在本发明的一种实施方案中，所述的膦腈类化合物包含六氯膦腈和/或六氯膦腈与c1-c18的伯醇钠发生取代反应得到的膦腈类化合物。

10、本发明的另一目的在于提供一种异氰酸酯预聚物的组合物的制备方法。

11、一种异氰酸酯预聚物的组合物的制备方法，所述组合物为上述的异氰酸酯预聚物的组合物，所述制备方法为在异氰酸酯预聚过程中添加膦腈化合物。

12、本发明的又一目的在于提供一种制备膦腈化合物的方法。

13、一种制备膦腈化合物的方法，所述化合物为上述的膦腈化合物，所述方法包含如下步骤：

14、将c1-c18的伯醇钠与六氯膦腈在溶剂中反应，水洗得到粗产物，重结晶得到所述膦腈化合物。

15、在本发明的一种实施方案中，所述方法中伯醇钠与六氯膦腈的摩尔比为(6.0-6.6):1。

16、本发明的再一目的在于提供一种异氰酸酯预聚物的组合物的用途。

17、一种异氰酸酯预聚物的组合物的用途，所述组合物为上述的异氰酸酯预聚物的组合物，或为上述制备方法制备的组合物，所述组合物用作高储存稳定性异氰酸酯预聚物，优选用作生产聚氨酯胶黏剂、涂料、软泡的原料预聚体。

18、与现有技术相比较，本发明的积极效果在于：

19、在异氰酸酯中添加了膦腈类化合物，降低了异氰酸酯化合物的反应活性，适配于不同反应活性的多元醇，使反应过程可控，反应得到的预聚物储存性能更加稳定，其中高活多元醇制备的预聚物保质期延长六倍以上。

技术特征：

1.一种异氰酸酯预聚物的组合物，其特征在于，所述组合物含有异氰酸酯预聚物、膦腈化合物；

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯预聚物为异氰酸酯与含活泼氢多元醇反应得到的预聚物；

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述的膦腈化合物结构如下：

4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述的膦腈类化合物包含六氯膦腈和/或六氯膦腈与c1-c18的伯醇钠发生取代反应得到的膦腈类化合物。

5.一种异氰酸酯预聚物的组合物的制备方法，所述组合物为权利要求1-4中任一项所述的异氰酸酯预聚物的组合物，其特征在于，所述制备方法为在异氰酸酯预聚过程中添加膦腈化合物。

6.一种制备膦腈化合物的方法，所述化合物为权利要求1-4中任一项所述的膦腈化合物，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中伯醇钠与六氯膦腈的摩尔比为(6.0-6.6):1。

8.一种异氰酸酯预聚物的组合物的用途，所述组合物为权利要求1-4中任一项所述的异氰酸酯预聚物的组合物，或为权利要求5所述制备方法制备的组合物，所述组合物用作高储存稳定性异氰酸酯预聚物，优选用作生产聚氨酯胶黏剂、涂料、软泡的原料预聚体。

技术总结
本发明提供一种可稳定储存的异氰酸酯预聚物的组合物及其制备方法。所述组合物含有异氰酸酯预聚物、膦腈化合物。膦腈类化合物在体系中不与异氰酸酯类物质反应，在预聚物类化合物体系中可捕获碱性或金属催化剂使其失活，减少异氰酸酯与氨基甲酸酯/脲基甲酸酯进一步反应交联，进而减少大分子聚合物生成，减少产品粘度及组成变化进而提升产品的储存稳定性。

技术研发人员：石春龙,高振华,肖应鹏,赵东科
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17