[发明专利]一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法及其产品

权利要求书

1.一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在氮气保护下，按羟基与NCO基团的摩尔比为OH：NCO＝1：(25～30)将单羟基小分子醇与异氰酸酯单体混合，在20～60℃下反应1～2h，得到聚氨酯预聚物；其中所述异氰酸酯单体为2,4-甲苯二异氰酸酯和/或2,6-甲苯二异氰酸酯；

(2)将曼尼希碱催化剂和极性溶剂混合搅拌成混合溶剂，再升温至30～100℃预热20～40min，将步骤(1)所得聚氨酯预聚物按质量均匀等分为2～6份，分批次加入到混合溶剂中；曼尼希碱催化剂、极性溶剂以及分批加入的聚氨酯预聚物构成反应体系；

(3)待聚氨酯预聚物全部加入到反应体系后，继续于40～80℃下恒温反应1～8h，然后加入阻聚剂保温反应1～3h，再滴加单羟基小分子醇进行保温改性反应1～4h，反应结束后冷却出料，所得产物即为聚氨酯固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(1)所述单羟基小分子醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊醇、环己醇、正辛醇或正十二醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述极性溶剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯或乙酸丁酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述极性溶剂的量与所述异氰酸酯单体总质量相等；步骤(2)所述曼尼希碱催化剂的量为异氰酸酯单体总质量的0.1％～5％。

5.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述曼尼希碱催化剂的制备方法为：按照质量份数计，将150～200份的酚类化合物，与400～480份的二甲胺水溶液以及150～180份的甲醛在80～90℃下和5～10份稀盐酸溶液催化下反应2～4h，冷却分层后弃水相，在100～150℃下减压蒸馏，得到所述曼尼希碱催化剂。

6.根据权利要求5所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：在曼尼希碱催化剂的制备方法中，所述酚类化合物为苯酚、双酚A、对苯二酚、叔丁基酚、2,4-二甲基酚、对壬基酚、对甲酚或萘酚；所述二甲胺水溶液的质量分数为40％；所述稀盐酸溶液的质量分数为10％。

7.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(3)所述阻聚剂为硫酸、硝酸、磷酸、甲基对甲苯磺酸、乙酰氯、草酰氯、三氯乙酰氯或苯甲酰氯中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(3)所述阻聚剂的添加量为所述异氰酸酯单体总质量的0.1～5％；步骤(3)所滴加的单羟基小分子醇与反应体系中NCO基团的摩尔比为：OH:NCO＝1:20～1:30。

9.根据权利要求1所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法，其特征在于：步骤(2)所述的将聚氨酯预聚物分批次加入到混合溶剂中的具体操作为：控制反应体系的温度为40～80℃，首先将第一批次的聚氨酯预聚物加入到混合溶剂中，测定反应体系初始的NCO基团百分含量，然后反应0.5～5h至反应体系中的NCO基团含量下降0.5％～15％；再加入第二批次的聚氨酯预聚物，第二批次的聚氨酯预聚物的加入量使反应体系中的NCO基团百分含量增加3％～8％，继续反应1～4h，至反应体系中的NCO基团含量下降1％～4％，然后再加入下一批次的聚氨酯预聚物；后续批次的聚氨酯预聚物的加入操作均按照第二批次的聚氨酯预聚物的添加操作及控制条件。

10.一种根据权利要求1～9任一项所述的一种多批次加料方式合成聚氨酯固化剂的方法制备得到的聚氨酯固化剂，其特征在于：所述聚氨酯固化剂的固含量为50±2％，NCO基团含量为7.0～8.0％，游离TDI百分含量不大于0.5％。