[发明专利]一种低粘度且低色号的异氰酸酯固化剂、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种低粘度且低色号的异氰酸酯固化剂、制备方法及应用，所述方法包括以下步骤：a)以长链醇为改性原料，并控制长链醇中过氧化物含量≤500ppm；b)将异氰酸酯、长链醇、催化剂混合反应；c)检测NCO含量，达到控制标准终止反应。本发明通过使用分子量较高长链脂肪醇或脂环醇改性可以有效降低多异氰酸酯的极性，从而降低固化剂粘度，此外使用的一些长链脂肪醇一定程度上起到“表面活性剂作用”从而提高二甲苯容忍性。另外，本发明通过控制长链醇中过氧化物及双键含量，可制备低粘度且低色号的异氰酸酯固化剂，有利于提高固化剂储存稳定性。

技术领域

本发明涉及一种异氰酸酯固化剂，尤其涉及一种低粘度且低色号的异氰酸酯固化剂、制备方法及应用，属于异氰酸酯衍生物技术领域。

背景技术

以多异氰酸酯固化剂为组分之一制备的聚氨酯具有硬度高、韧性好、耐化学品能力强以及干燥快等优点，被广泛用作漆料原料以及用作聚氨酯弹性体和聚氨酯泡沫。其中甲苯二异氰酸酯(TDI)作为固化剂，相比于其他固化剂具有固化速度快，高耐水解，耐腐蚀和热稳定性。多异氰酸酯固化剂在制备过程中会有一定的异氰酸酯单体残留，中国标准GB1858-2009《室内装饰装修材料溶剂型木器漆涂料中有害物质限量》中规定配漆后游离的TDI限量值应≤0.4％，这表明固化剂中游离TDI单体含量必须在0.8％以下才能达到中国国家标准，因此固化剂在使用前需要先对异氰酸酯含量进行降低式处理，以满足标准要求。

现有的固化剂异氰酸酯含量处理方式主要分物理法和化学法两种。物理法以薄膜蒸发法为代表，也就是采用薄膜蒸发器和高真空系统，在高温负压下，使预聚物以薄膜状态迅速通过塔板，游离异氰酸酯单体被蒸出，如中国公开专利CN1793194A通过单级薄膜蒸发对聚氨酯加成物中的游离异氰酸酯进行分离，最终得到的产品中游离TDI含量低于0.5wt％，但该方式不仅能耗较高，对真空设备的要求高，而且蒸发过程中利用高温，会使得产品色号增高，从而严重影响对聚氨酯外观有要求的产品质量。

化学反应法主要是加入胺、季铵碱、金属皂类等催化剂使异氰酸酯自聚而降低游离TDI的含量，化学合成法的优点是合成工艺简单，不需要额外的分离操作，成本低，但是化学法制备固化剂单体含量在0.5-1.0wt％，要使单体降低需要靠增加反应程度和改变配方，这样会导致产品色号升高，NCO含量偏低、粘度升高,与羟基树脂的混溶性变差。

中国公开专利CN105026454A通过控制TDI中CIMCH(2-氯-6-异氰酸根合-甲基环己二烯)含量，然后通过催化剂的催化作用把游离TDI除去，制备低色号异氰酸酯固化剂，最终TDI含量＜0.1％，但粘度＞1000cP，色号50-80Hazen，色号粘度均较高。

中国公开专利CN106084183A中采用小分子醇进行改性，制备色号小于20Hazen，但是粘度在600cP，粘度依然较高；

美国公开专利US4814103A通过在产品中添加助剂受阻酚类物质和环氧化合物，改善产品色号，也没有从根本上消除可能致色物质的影响。

上述专利在制备异氰酸酯固化剂过程中主要是通过控制聚异氰酸酯固化剂制备过程及后处理过程来实现改善产品色号，其思路是通过抑制反应过程中的引发产品色号的副反应，但是不能从根本上消除可能致色物质的影响，因此可能会导致产品稳定性变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低粘度且低色号的异氰酸酯固化剂、制备方法及应用，本方法通过添加长链醇降低异氰酸酯固化剂粘度同时，提高异氰酸酯固化剂的相容性；通过控制长链醇中的过氧化物含量有效降低产品色号；进一步通过控制长链醇中双键含量从根本上降低过氧化物的继续生成；通过本发明方法可制备低粘度、低游离单体、高相容性、低色号异氰酸酯固化剂，并将其应用于双组分聚氨酯漆料中的交联剂。