一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及化工合成技术领域，具体公开了一种稳定型1，5‑萘二异氰酸酯预聚体的制备方法和应用，本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：将聚酯/聚醚多元醇先经过脱水处理，再加入1，5‑萘二异氰酸酯和阻聚剂形成混合体系，真空脱除气泡制得1，5‑萘二异氰酸酯预聚体，混合体系中异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为1.8～2.2。本发明专利技术制备的1，5‑萘二异氰酸酯预聚体可在低温0～5℃条件下储存6个月以上，在高温条件下仍然可以保持较好的稳定性，且制备的聚氨酯弹性体制品物理性能好于市面上的聚氨酯弹性体制品。

【技术实现步骤摘要】
一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法和应用
本专利技术涉及化工合成
，尤其是涉及一种稳定型1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法和应用。
技术介绍
聚氨酯(PUR)弹性体是指在大分子主链上含有氨基甲酸酯基(-NH-CO-O)的一类聚合物，它是典型的多嵌段共聚物，由线性硬链段(二异氰酸酯和扩链剂)和线性软链段(聚醚、聚酯或聚烃类等长链二元醇)组成，是一种新型的高分子合成材料。聚氨酯(PUR)弹性体具有很多优异的功能，它的拉伸弹性模量介于一般橡胶与塑料之间，因此具有塑料的硬度又有橡胶的高弹性，其低温、常温力学性能良好，硬度高，耐化学药品性好，并以“耐磨橡胶”著称，由于其特殊的物理力学性能，因而被广泛应用于国防、轻纺、交通、油田、矿山、机械、建筑、医疗等领域。聚氨酯(PUR)弹性体按所用异氰酸酯的不同分为TDI型、MDI型、PPD型和NDI型等预聚体，其中1，5-萘二异氰酸酯(NDI)比二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)的熔点高，且NDI具有芳香族萘环结构，NDI有较大的位阻效应，因而所合成的聚氨酯具有硬度高、回弹性和耐热性好、动态性能优异、耐磨性好等特点，可适用于高动态负荷场景。但是1，5-萘二异氰酸酯(NDI)是一种很活泼的化合物，合成的1，5-萘二异氰酸酯预聚体储存稳定性不好，在短期内会连续发生反应，因此，1，5-萘二异氰酸酯预聚体都需要现用现配，不易储存；虽然有中国专利CN106414539A、CN103608374B等专利公开采用快速冷却NDI预聚体的方法，该预聚体能够在室温下稳定储存6个月，但是其生产工艺较为复杂，导致生产成本较高，因此，还有改善的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法和应用，制备方法简单，制备的1，5-萘二异氰酸酯预聚体可在低温0～5℃条件下储存6个月以上，在高温条件下仍然可以保持较好的稳定性。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术的第一目的是提供了一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，包括以下步骤：将聚酯/聚醚多元醇先经过脱水处理，再加入1，5-萘二异氰酸酯和阻聚剂形成混合体系，真空脱除气泡制备1，5-萘二异氰酸酯预聚体，所述混合体系中异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为1.8～2.2。本专利技术专利技术人经过大量研究及试验发现，控制异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为1.8～2.2时，可以避免混合体系黏度过高和过多游离的1，5-萘二异氰酸酯存在的情况，当异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值大于2时，混合体系中含有合成-NCO封端的1，5-萘二异氰酸酯预聚体和1，5-萘二异氰酸酯的混合物；当异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值大于1小于2时，混合体系中只有NCO封端的1，5-萘二异氰酸酯预聚体。本专利技术严格控制聚酯/聚醚多元醇、1，5-萘二异氰酸酯和阻聚剂之间的重量比，调节混合体系中的温度和水分的含量等参数，使得制备的1，5-萘二异氰酸酯预聚体在常温下为高粘度固体形态；并且本专利技术的1，5-萘二异氰酸酯预聚体可在低温0～5℃条件下储存6个月以上，使用本专利技术的1，5-萘二异氰酸酯预聚体需要控制温度在80-90℃，使得1，5-萘二异氰酸酯预聚体熔化至液态以进一步制备聚氨酯(PUR)弹性体。此外，在合成1，5-萘二异氰酸酯预聚体过程中添加有适量的阻聚剂，1，5-萘二异氰酸酯和阻聚剂的重量比为(10～15):1，可以有效抑制水和异氰酸酯基反应以及体系中游离1，5-萘二异氰酸酯发生副反应，保证1，5-萘二异氰酸酯预聚体的稳定性，避免反应合成过程中过聚的现象。在本专利技术的技术方案中，本专利技术进一步限定了异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为2.0，可以更佳的避免混合体系黏度过高和过多游离的1，5-萘二异氰酸酯存在的情况，提升了1，5-萘二异氰酸酯预聚体的质量稳定性，储存时间较长。作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述聚酯/聚醚多元醇的分子量为1000～2000。本专利技术限定了聚酯/聚醚多元醇的分子量为1000～2000，粘度适中，稳定性佳，易于与1，5-萘二异氰酸酯共同反应获得稳定性较佳的1，5-萘二异氰酸酯预聚体。作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述聚酯/聚醚多元醇包括聚乙二酸乙二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己二酸1，2丙二醇酯、聚己二酸1，4丁二醇酯、聚己二酸乙二醇、丙三醇酯、聚己内酯、聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃型聚醚多元醇中的至少一种。作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述聚酯/聚醚多元醇经过脱水处理包括以下步骤：将聚酯/聚醚多元醇置于温度为135-150℃，真空度为5000-9000Pa的条件下脱水，脱水后的聚酯/聚醚多元醇置于温度为5～15℃条件下储存。本专利技术的聚酯/聚醚多元醇经过严格的脱水处理，得到含水量为0.01-0.03％的聚酯/聚醚多元醇，使得进一步与1，5-萘二异氰酸酯反应制备的1，5-萘二异氰酸酯预聚体稳定性效果更佳，货架储存期更长。作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述加入1，5-萘二异氰酸酯时的反应条件为：反应起始温度为110～120℃，反应中的温度为120～140℃。本专利技术人严格控制加入1，5-萘二异氰酸酯时的反应起始温度和反应中的温度，进一步提高1，5-萘二异氰酸酯预聚体的稳定性，延长储存期限。作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述阻聚剂包括苯甲酰氯。在本专利技术的技术方案中，苯甲酰氯可以有效抑制水和异氰酸酯基反应以及体系中游离NDI发生副反应，保证1，5-萘二异氰酸酯预聚体的稳定性，且避免了合成过程中存在过聚的现象。本专利技术的第二目的是提供了一种采用上述1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法合成的1，5-萘二异氰酸酯预聚体。本专利技术的第三目的是提供了一种上述1，5-萘二异氰酸酯预聚体制备聚氨酯弹性体制品的方法，将所述1，5-萘二异氰酸酯预聚体和交联剂进行混合反应，然后经过浇注、脱模及硫化制得聚氨酯弹性体制品。利用本发专利技术制备的1，5-萘二异氰酸酯预聚体加入交联剂再配合常规低压聚氨酯浇注机可制得聚氨酯弹性体制品，在本专利技术中，交联剂可以包括官能度介于2-3的小分子醇和甘油中的一种或多种，交联剂还可以为本领域中常规的交联剂。作为本专利技术所述制备聚氨酯弹性体制品的方法的优选实施方式，所述制备方法中还添加有扩链剂，所述1，5-萘二异氰酸酯和扩链剂的重量比为(10～15):1。作为本专利技术所述制备制备聚氨酯弹性体制品的方法的优选实施方式，所述扩链剂包括1，4丁二醇和2，3丁二醇中的一种或两种。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术提供了一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，制备方法简单，成本低廉，且在合成1，5-萘二异氰酸酯预聚体的过程中添加了阻聚剂，有效抑制水和异氰酸酯基反应以及混合体系中游离1，5-萘二异氰酸酯发生副反应的情况，保证1，5-萘二异氰酸酯预聚体的稳定性，还避免合成1，5-萘二异氰酸酯预聚体过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将聚酯/聚醚多元醇先经过脱水处理，再加入1，5-萘二异氰酸酯和阻聚剂形成混合体系，真空脱除气泡制得1，5-萘二异氰酸酯预聚体，所述混合体系中异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为1.8～2.2。/n

【技术特征摘要】
1.一种1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚酯/聚醚多元醇先经过脱水处理，再加入1，5-萘二异氰酸酯和阻聚剂形成混合体系，真空脱除气泡制得1，5-萘二异氰酸酯预聚体，所述混合体系中异氰酸酯基与羟基的摩尔比R值为1.8～2.2。


2.如权利要求1所述的1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，其特征在于，所述聚酯/聚醚多元醇的分子量为1000～2000。


3.如权利要求2所述的1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，其特征在于，所述聚酯/聚醚多元醇包括聚乙二酸乙二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己二酸1，2丙二醇酯、聚己二酸1，4丁二醇酯、聚己二酸乙二醇、丙三醇酯、聚己内酯、聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃型聚醚多元醇中的至少一种。


4.如权利要求1所述的1，5-萘二异氰酸酯预聚体的制备方法，其特征在于，所述聚酯/聚醚多元醇经过脱水处理包括以下步骤：将聚酯/聚醚多元醇置于温度为135-150℃，真空度为5000-9000Pa的条件下脱水，脱水后的聚酯/聚醚多元醇置于温度为5～15℃条...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，
申请(专利权)人：广州诺森新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44