一种TDI异氰脲酸酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种TDI异氰脲酸酯的制备方法，所用的原料包括：TDI、一元醇、溶剂、抗氧剂、催化剂和终止剂。本发明专利技术通过一元醇改性、在合适的温度下多步加入催化剂及溶剂的工艺，对异氰脲酸酯的性能予以改进。制备过程中，在同时控制NCO％和粘度的条件下，分批加入催化剂和溶剂，并调节每一步的固含量，最终制得的TDI异氰脲酸酯游离TDI的含量低、二甲苯容忍度高、产品色号小、性能稳定性高，使得产品的应用性能如漆膜的干燥性、打磨性、消光性以及这种异氰脲酸酯与其它组份间的相容性较好。

【技术实现步骤摘要】
-种TDI异氰脲酸酯的制备方法
本专利技术涉及一种TDI异氰脲酸酯的制备方法。
技术介绍
多异氰酸酯是双组分聚氨酯产品的一个重要组分，化学结构不同的多异氰酸酯对 聚氨酯的性能将产生很大的影响，含有异氰脲酸酯杂环结构的多异氰酸酯具有挥发性小、 毒性低、官能度高等优点。异氰脲酸酯制成的聚氨酯具有硬度高、耐高温等特点；在聚氨酯 涂料中应用异氰脲酸酯，可以提高最终聚合物的耐水解性、耐腐蚀性、热稳定性及尺寸稳定 性等。作为一种非常有用的固化剂，异氰脲酸酯不但适用于聚氨酯体系，而且还适用于环氧 树脂、聚（甲基）丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、酚醛树脂等含有官能团的体系。近年来，国内外异 氰脲酸酯的应用领域日益扩大，在涂料、粘合剂、密封胶、弹性体、泡沫塑料等领域都得到了 广泛应用。 TDI是聚氨酯工业中合成异氰脲酸酯固化剂的主要材料。TDI具有较高的饱和蒸 汽压，挥发性强，毒性高，对环境及人体有害。在一定条件下由于TDI原料无法100%地参与 反应，所以制得的TDI异氰脲酸酯中仍含有一定量的游离TDI单体，这些游离单体的存在， 不但是资源的浪费，而且对漆膜性能也会带来诸多不利影响，如会导致漆膜变软等等；而且 对施工人员的身体健康和周围环境极为有害，必须给与降低或回收。我国已经于2010年 开始实施GB/T18581-2009《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》，对木器 所使用的聚氨酯涂料的游离TDI单体的含量做了限制，规定双组份涂料按照施工比例配完 后游离TDI单体为小于0.4%，通常主剂：固化剂：稀释剂=2 : 1 : 1，所以固化剂的游离 TDI%小于1. 6%才能满足该标准，因此降低固化剂中的游离TDI的含量是十分重要的。评 价TDI异氰脲酸酯性能的其它指标还包括色号、二甲苯容忍度等，TDI异氰脲酸酯的色号越 浅，能够提供更浅、更高质量的漆膜颜色；二甲苯容忍度为产品容许几倍的二甲苯溶剂稀释 而不析出的限度，它反映了产品的极性，也即反映了产品在溶剂中的可溶性，二甲苯容忍度 越好，与其它组份间的相容性越好，则所制得的漆膜透明性更好。目前国内的TDI异氰脲 酸酯制品，钼钴色号多在30左右，二甲苯容忍度多在1. 0左右，固体质量分数50%计，其游 离TDI质量分数多在1%以上，而外国产品通常小于0. 5%。中国专利CN1939949A《低游 离TDI聚氨酯固化剂的制造方法、制得的固化剂及其制品》中使用相转移溶剂对剩余的游离 单体进行萃取，但减压蒸馏需要大量的能量，增加了生产的成本；中国专利CN1699353A《低 游离高相容性甲苯二异氰酸酯三聚体及其制备方法及应用》中采用一步法加入溶剂及催化 齐U，由于开始反应时为低浓度，反应速率较慢，且需要增加催化剂的用量，催化剂会与氧气 反应，导致产品色号加深，且一步法反应可能导致批次生产之间的产品的性能，如NC0%、粘 度、容忍度、颜色等产品的物理性能批次间存在较大差异，导致产品的应用性能如漆膜的干 燥性、打磨性、消光性以及这种TDI异氰脲酸酯与其它组份间的相容性等产生很大的差异， 产品的批次稳定性不好。 因此需要开发一种稳定可靠、最终产品性能好的低游离TDI含量异氰脲酸酯的制 备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TDI异氰脲酸酯的制备方法。该方法中，使用一元醇对 异氰脲酸酯进行改性，在合适的温度下多步加入催化剂及溶剂进行加成反应，使得反应体 系内反应物浓度提高，加快反应速率，减少反应时间，降低能耗，减少催化剂的用量，节约成 本；合成的异氰脲酸酯提高了相容性，降低了产品色号，减少了产物中游离TDI单体的含 量。 为了达到以上目的，本专利技术采用如下方案： 基于原料的总重计，所用的原料重量比为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TDI异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，它是由包含：TDI、一元醇、溶剂、抗氧剂、催化剂和终止剂做为原料，使用分批加入催化剂和溶剂的方法，通过加成反应制得，所述的方法包括以下步骤：(1)将全部量的TDI、全部量的抗氧剂和全部量的一元醇投入反应器中，加入第一批溶剂，使得反应器中反应原料的固含量为59～100％；加热升温至30～60℃，反应20～30min；(2)加入催化剂总量的60～80％，继续反应；反应温度控制在40～70℃；(3)当NCO％为25～30wt％且25℃下测定的粘度≥200mPa.s时，加入催化剂总量的10～20％和第二批溶剂，使反应器中反应液的固含量为59～90％，反应温度控制在40～70℃；(4)当NCO％为13～17wt％且25℃下测定的粘度≥5000mPa.s时，加入剩余的催化剂和第三批溶剂，使反应器中反应液的固含量为59～75％，反应温度控制在40～70℃；(5)当NCO％为9～12wt％且25℃下测定的粘度≥5000mPa.s时，加入第四批溶剂使反应器中反应液的固含量为38～59％，温度控制在40～70℃，继续反应，当NCO％为7.0～8.8wt％时加入终止剂，搅拌20～30min后降温到25～30℃，产品制备结束，出料。...

【技术特征摘要】
1. 一种TDI异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，它是由包含：TDI、一元醇、溶剂、抗氧 齐?、催化剂和终止剂做为原料，使用分批加入催化剂和溶剂的方法，通过加成反应制得，所 述的方法包括以下步骤： (1) 将全部量的TDI、全部量的抗氧剂和全部量的一元醇投入反应器中，加入第一批 溶剂，使得反应器中反应原料的固含量为59?100% ;加热升温至30?60°C，反应20? 30min ； (2) 加入催化剂总量的60?80%，继续反应；反应温度控制在40?70°C ; (3) 当NCO%为25?30wt%且25°C下测定的粘度彡200mPa. s时，加入催化剂总量的 10?20%和第二批溶剂，使反应器中反应液的固含量为59?90%，反应温度控制在40? 70 V ； (4) 当NCO%为13?17wt%且25°C下测定的粘度彡5000mPa. s时，加入剩余的催化剂 和第三批溶剂，使反应器中反应液的固含量为59?75%，反应温度控制在40?70°C ; (5) 当NCO%为9?12wt %且25°C下测定的粘度彡5000mPa. s时，加入第四批溶剂使反 应器中反应液的固含量为38?59%，温度控制在40?70°C，继续反应，当NCO%为7. 0? 8. 8wt%时加入终止剂，搅拌20?30min后降温到25?30°C，产品制备结束，出料。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： (1) 将全部量的TDI、全部量的抗氧剂和全部量的一元醇投入反应器中，加入第一批 溶剂，使得反应器中反应原料的固含量为80?90% ;加热升温至50?55°C，反应20? 30min ； (2) 加入催化剂总量的60?80%，继续反应；反应温度控制在55?60°C ; (3) 当NCO%为25?30wt%且25°C下测定的粘度彡200mPa. s时，加入催化剂总量的 10?20%和第二批溶剂，使反应器中反应液的固含量为70?75%，反应温度控制在50? 65。。； (4) 当NCO%为13?17wt%且25°C下测定的粘度彡5000mPa. s时，加入剩余的催化剂 和第三批溶剂，使反应器中反应液的固含量为60?65%，反应温度控制在50?65°C ; (5) 当NCO%为9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张啸，朱芸林，文振广，王凯，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，万华化学集团股份有限公司，万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11