一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂;所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的三聚体结构中含有相邻的炔基和磺酸基；炔基提供强极性，磺酸基提供强亲水性;炔基作为强极性的疏水基团，可进一步提高炔基体系中的电子云浓度，降低亲水基团的电子云密度，增加所述水性异氰酸酯固化剂中的极性，提高其离子化程度，进而加强水性异氰酸酯固化剂的乳化效果;所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂可将水的表面张力降低至26‑29 mN/m，加入常规水性聚氨酯胶粘剂中，可增大水性聚氨酯胶粘剂在基材上的接触面积，进而提高贴合强度，对难贴合的硬质TPR、聚丙烯、聚乙烯等材料均有很好的贴合效果。

A high efficient curing agent for wetting aqueous isocyanate

【技术实现步骤摘要】
一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂
本专利技术涉及一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂及其制备方法。
技术介绍
随着科技的发展，水性聚氨酯胶粘剂取得了长足的进步，水性聚氨酯胶粘剂配合水性固化剂使用，可满足多个领域的粘接需求；同时，由于人们环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂在越来越多领域替代溶剂型聚氨酯胶粘剂。可以预期，水性聚氨酯胶粘剂今后发展将更加迅猛。水性聚氨酯胶粘剂以水作为分散介质，由于水的表面张力高（72mN/m），水性聚氨酯胶粘剂在部分基材尤其是塑料或合成树脂中无法润湿铺展，直接导致在此类基材中，水性聚氨酯胶粘剂易出现粘接不均匀、粘结强度低等严重质量问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂。本专利技术采取的技术方案是，所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂结构通式为：；其中，R1为、和中的一种；R2为，和中的一种；M为[N(CH2CH3)4]+，[N(CH2CH2CH2CH3)4]+，[N(CH3)3C16H33]+，[N(CH3)3C12H25]+和[N(CH3)3C18H37]+中的一种；所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将Amol含R2结构的双羟基化合物溶于四氢呋喃中，配成质量浓度25~40%的溶液，将溶液降温至-50~-30℃，缓慢滴加Bmol氯化剂，保持温度不变，继续搅拌2~5小时；（2）在滤液中加入Cmol磺化剂固体，2~4小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌0.5~1小时后升温至50~65℃，反应6~12小时后降温至20~30℃，过滤除去多余的磺化剂，收集滤液；在滤液中加入Bmol含基团M的卤代盐，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到Bmol含R1结构的异氰酸酯三聚体中，50~75℃反应1~3小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂；按摩尔比计，0.98A≤B≤A，1.4B≤C≤3B；其中所述氯化剂为三氯化磷，五氯化磷和4-甲氧基氯化三苯甲烷中的一种；磺化剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钾和亚硫酸钾中的一种或两种的组合物；卤代盐为氯盐和溴盐中的一种。本专利技术的有益效果在于：高效润湿水性异氰酸酯固化剂的三聚体结构中含有相邻的炔基和磺酸基；炔基提供强极性，磺酸基提供强亲水性。与常规烷烃和烯烃疏水基团相比，炔基作为强极性的疏水基团，可进一步提高炔基体系中的电子云浓度，降低亲水基团的电子云密度，增加所述水性异氰酸酯固化剂中的极性，提高其离子化程度，进而加强水性异氰酸酯固化剂的乳化效果。所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂可将水的表面张力降低至26-29mN/m，加入常规水性聚氨酯胶粘剂中，可增大水性聚氨酯胶粘剂在基材上的接触面积，进而提高贴合强度，对难贴合的硬质TPR、聚丙烯、聚乙烯等材料均有很好的贴合效果。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。实施例1所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将1mol含1,4-丁炔二醇溶于129g四氢呋喃中，配成质量浓度40%的溶液，将溶液降温至-50℃，缓慢滴加0.98mol三氯化磷，保持温度不变，继续搅拌5小时；（2）在滤液中加入1.4mol亚硫酸钠固体，4小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌1小时后升温至60℃，反应9小时后降温至30℃，过滤除去多余的亚硫酸钠，收集滤液；在滤液中加入0.98mol四丁基氯化铵，体系出现白色细小沉淀氯化钠，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到0.98mol六亚甲基二异氰酸酯三聚体中，50℃反应3小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F1。实施例2所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将1.2mol2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇溶于510g四氢呋喃中，配成质量浓度25%的溶液，将溶液降温至-30℃，缓慢滴加1.19mol五氯化磷，保持温度不变，继续搅拌2小时；（2）在滤液中加入3.57mol亚硫酸氢钠，2小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌1小时后升温至65℃，反应6小时后降温至25℃，过滤除去多余的亚硫酸氢钠，收集滤液；在滤液中加入1.19mol四乙基溴化铵，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到1.2mol异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中，75℃反应1.5小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F2。实施例3所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将1mol3-己炔-2,5-二醇溶于210g四氢呋喃中，配成质量浓度35%的溶液，将溶液降温至-46℃，缓慢滴加1mol4-甲氧基氯化三苯甲烷，保持温度不变，继续搅拌2小时；（2）在滤液中加入2mol亚硫酸钠固体，4小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌1小时后升温至55℃，反应8小时后降温至20℃，过滤除去多余的亚硫酸钠，收集滤液；在滤液中加入1mol十六烷基三甲基溴化铵，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到1mol4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体中，65℃反应1.5小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F3。实施例4所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将2mol3-己炔-2,5-二醇溶于265g四氢呋喃中，配成质量浓度30%的溶液，将溶液降温至-35℃，缓慢滴加1.99mol五氯化磷，保持温度不变，继续搅拌3小时；（2）在滤液中加入3.6mol亚硫酸钾固体，3小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌0.5小时后升温至58℃，反应9小时后降温至20℃，过滤除去多余的亚硫酸钾，收集滤液；在滤液中加入1.99mol十八烷基三甲基氯化铵，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到2mol含异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中，55℃反应3小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F4。实施例5所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：（1）将0.8mol1,4-丁炔二醇溶于147g四氢呋喃中，配成质量浓度32%的溶液，将溶液降温至-40℃，缓慢滴加0.79mol4-甲氧基氯化三苯甲烷，保持温度不变，继续搅拌3小时；（2）在滤液中加入2mol亚硫酸氢钾，3.5小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌0.5小时后升温至62℃，反应7小时后降温至27℃，过滤除去多余的亚硫酸氢钾，收集滤液；在滤液中加入0.79mol十二烷基三甲基溴化铵，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；（3）将清液一次性加入到0.79mol六亚甲基二异氰酸酯三聚体中，63℃反应2.5小时；减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂，其特征在于：所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂结构通式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种高效润湿水性异氰酸酯固化剂，其特征在于：所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂结构通式为：

；
其中，R1为、和中的一种；
R2为，和中的一种；
M为[N(CH2CH3)4]+，[N(CH2CH2CH2CH3)4]+，[N(CH3)3C16H33]+，[N(CH3)3C12H25]+和[N(CH3)3C18H37]+中的一种；
所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：
（1）将Amol含R2结构的双羟基化合物溶于四氢呋喃中，配成质量浓度25~40%的溶液，将溶液降温至-50~-30℃，缓慢滴加Bmol氯化剂，保持温度不变，继续搅拌2~5小时；
（2）在滤液中加入Cmol磺化剂固体，2~4小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌0.5~1小时后升温至50~65℃，反应6~12小时后降温至20~30℃，过滤除去多余的磺化剂，收集滤液；在滤液中加入Bmol含基团M的卤代盐，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；
（3）将清液一次性加入到Bmol含R1结构的异氰酸酯三聚体中，50~75℃反应1~3小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂；
按摩尔比计，0.98A≤B≤A，1.4B≤C≤3B；
其中所述氯化剂为三氯化磷，五氯化磷和4-甲氧基氯化三苯甲烷中的一种；磺化剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钾和亚硫酸钾中的一种或两种的组合物；卤代盐为氯盐和溴盐中的一种。


2.根据权利要求1所述的高效润湿水性异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：
（1）将1mol含1,4-丁炔二醇溶于129g四氢呋喃中，配成质量浓度40%的溶液，将溶液降温至-50℃，缓慢滴加0.98mol三氯化磷，保持温度不变，继续搅拌5小时；
（2）在滤液中加入1.4mol亚硫酸钠固体，4小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌1小时后升温至60℃，反应9小时后降温至30℃，过滤除去多余的亚硫酸钠，收集滤液；在滤液中加入0.98mol四丁基氯化铵，体系出现白色细小沉淀氯化钠，过滤得到无色透明清液；
（3）将清液一次性加入到0.98mol六亚甲基二异氰酸酯三聚体中，50℃反应3小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F1。


3.根据权利要求1所述的高效润湿水性异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为：
（1）将1.2mol2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇溶于510g四氢呋喃中，配成质量浓度25%的溶液，将溶液降温至-30℃，缓慢滴加1.19mol五氯化磷，保持温度不变，继续搅拌2小时；
（2）在滤液中加入3.57mol亚硫酸氢钠，2小时内缓慢升至室温，剧烈搅拌1小时后升温至65℃，反应6小时后降温至25℃，过滤除去多余的亚硫酸氢钠，收集滤液；在滤液中加入1.19mol四乙基溴化铵，体系出现白色细小沉淀，过滤得到无色透明清液；
（3）将清液一次性加入到1.2mol异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中，75℃反应1.5小时；减压蒸馏除去四氢呋喃，得到无色透明粘稠状液体，即高效润湿水性异氰酸酯固化剂F2。


4.根据权利要求1所述的高效润湿水性异氰酸酯固化剂，其特征在于，所述高效润湿水性异氰酸酯固化剂的制备方法为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱元进，饶长贵，陈国栋，
申请(专利权)人：福建华夏蓝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35