一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法技术

提供了一种高纯度封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法，该聚合物主要是由过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己内酰胺在二甲苯溶剂存在下，在相对低温下发生部分封端，然后再经过降温除杂及除去游离单体及自聚得到分子量分布均匀的三聚体聚合物，该聚合物的分子量分布好，分子结构比较单一，交联速度均一性好，粉末涂料的储存稳定性优，耐水煮性能极佳，用于粉末涂料中能够得到超高光泽的涂膜。膜。

【技术实现步骤摘要】
一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末涂料领域，具体涉及一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法。

技术介绍

[0002]粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的特点。
[0003]目前，粉末涂料中一种重要原料是作为B1530固化剂的封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物，其用于粉末涂料中，可以与羟基聚酯进行交联反应。
[0004]目前封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的合成方法基本都是先聚合成三聚体，然后再与己内酰胺封端反应，然而在进行三聚体合成过程中，由于异佛尔酮二异氰酸酯自身带有两个活性异氰酸根，其往往最终的聚合物是聚合度为1
‑
5的产物、部分未参与聚合的游离异佛尔酮二异氰酸酯以及聚合超过设计要求的多聚产物。因此无法准确制备出三聚体，导致产品的应用性能，尤其是高端领域的应用受限。
[0005]即便有部分研究采用先封端的方式进行，但是由于其无法有效除去双封端的产物及部分游离的异佛尔酮二异氰酸酯，导致最终的产物仍是一个纯度较低的聚合体，对高端粉末涂料的应用性能不利。
[0006]由此，亟需一种新的封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法，其包括以摩尔份数计的下述原料：
[0008][0009]还包括复合催化剂，所述复合催化剂包括季鏻盐和季铵盐，所述复合催化剂的用量为异佛尔酮二异氰酸酯质量的0.5
‑1‰
。
[0010]其中，所述复合催化剂由三(二甲胺)膦和苄基三甲基氢氧化铵组成，三(二甲胺)
膦和苄基三甲基氢氧化铵的质量比为2:0.5
‑
1。
[0011]其中，所述三(二甲胺)膦的结构式为：
[0012][0013]其中，所述苄基三甲基氢氧化铵的结构式为：
[0014][0015]其中，所述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法包括以下步骤：
[0016](1)称量18
‑
25摩尔份的己内酰胺及40
‑
50摩尔份的二甲苯A，加入第一反应釜中，升温至80
‑
85℃，充分搅拌使其成为均相，然后继续搅拌并保温备用，记为第一物料；
[0017](2)称量50
‑
55摩尔份的异佛尔酮二异氰酸酯和60
‑
80份的二甲苯B，加入第二反应釜中，搅拌并升温至80
‑
85℃；
[0018](3)在2
‑
2.5h的时间内，将步骤(1)中得到的第一物料均匀滴加入第二反应釜中，然后在80
‑
85℃进行保温反应；
[0019](4)采用液相色谱监测游离的己内酰胺的含量，待游离的己内酰胺的含量低于0.3质量％时，停止反应，然后降温至50
‑
60℃，进行压滤，除去不溶性产物，得到滤液；
[0020](5)将步骤(4)中得到的滤液送至第三反应釜中，抽真空，并升温至155
‑
160℃，进行溶剂二甲苯及游离的异佛尔酮二异氰酸酯的精馏脱除；将精馏后分别得到的二甲苯及异佛尔酮二异氰酸酯留作下一批次循环使用；
[0021](6)用气相色谱监控反应体系中剩余的二甲苯及异佛尔酮二异氰酸酯，待二甲苯及异佛尔酮二异氰酸酯的含量均低于0.5质量％，且聚合物中游离的NCO含量为12.2
‑
12.7质量％时，解除真空，停止精馏脱除，并降温至120
‑
125℃；
[0022](7)然后加入50
‑
70摩尔份的二甲苯C，充分搅拌均匀后，再加入用量为异佛尔酮二异氰酸酯质量的0.5
‑1‰
的复合催化剂，在120
‑
125℃进行充分聚合反应；
[0023](8)取样检测聚合物的NCO含量，待聚合物中游离的NCO含量＜0.2质量％时停止反应；抽真空，并升温至150
‑
155℃，进行减压脱除溶剂二甲苯；
[0024](9)待聚合物中游离的二甲苯含量低于0.2质量％时，解除真空，停止反应，高温出料，经过冷却，破碎即得所述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物。
[0025]其中，所述步骤(4)中，所述不溶性产物包括异佛尔酮二异氰酸酯两个异氰酸根都与己内酰胺发生封端反应所产生的不溶性产物。
[0026]其中，所述步骤(5)中，将真空度控制在10
‑
15mmHg柱。
[0027]其中，所述步骤(8)中，将真空度控制在50
‑
70mmHg柱。
[0028]本专利技术还提供了由上述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法所制备得到的封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物。
[0029]其中，所述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的外观为白色粉末，软化点为110
‑
114℃，游离NCO含量为＜0.2质量％。
[0030]本专利技术还提供了一种粉末涂料，其含有上述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物。
[0031]本专利技术具有以下有益技术效果：
[0032]本专利技术采用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己内酰胺在二甲苯溶剂存在下，在相对低温下发生部分封端，然后再经过降温除杂及除去游离单体及自聚得到分子量分布均匀的三聚体聚合物。该聚合物的分子量分布好，分子结构比较单一，交联速度均一性好，粉末涂料的储存稳定性优，耐水煮性能极佳，用于粉末涂料中能够得到超高光泽的涂膜。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0035]实施例1
[0036]一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法包括以下步骤：
[0037](1)称量19摩尔份的己内酰胺及42摩尔份的二甲苯A，加入第一反应釜中，升温至81℃，充分搅拌使其成为均相，然后继续搅拌并保温备用，记为第一物料；
[0038](2)称量51摩尔份的异佛尔酮二异氰酸酯和62份的二甲苯B，加入第二反应釜中，搅拌并升温至81℃；
[0039](3)在2.1h的时间内，将步骤(1)中得到的第一物料均匀滴加入第二反应釜中，然后在81℃进行保温反应；
[0040](4)采用液相色谱监测游离的己内酰胺的含量，待游离的己内酰胺的含量低于0.3质量％时，停止反应，然后降温至5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物的制备方法，其包括以摩尔份数计的下述原料：还包括复合催化剂，所述复合催化剂包括季鏻盐和季铵盐，所述复合催化剂的用量为异佛尔酮二异氰酸酯质量的0.5
‑1‰
。2.如权利要求1所述的封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法，其中，所述复合催化剂由三(二甲胺)膦和苄基三甲基氢氧化铵组成，三(二甲胺)膦和苄基三甲基氢氧化铵的质量比为2:0.5
‑
1。3.如权利要求1所述的封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法，其中，所述封闭型异佛尔酮二异氰酸酯聚合物制备方法包括以下步骤：(1)称量18
‑
25摩尔份的己内酰胺及40
‑
50摩尔份的二甲苯A，加入第一反应釜中，升温至80
‑
85℃，充分搅拌使其成为均相，然后继续搅拌并保温备用，记为第一物料；(2)称量50
‑
55摩尔份的异佛尔酮二异氰酸酯和60
‑
80份的二甲苯B，加入第二反应釜中，搅拌并升温至80
‑
85℃；(3)在2
‑
2.5h的时间内，将步骤(1)中得到的第一物料均匀滴加入第二反应釜中，然后在80
‑
85℃进行保温反应；(4)采用液相色谱监测游离的己内酰胺的含量，待游离的己内酰胺的含量低于0.3质量％时，停止反应，然后降温至50
‑
60℃，进行压滤，除去不溶性产物，得到滤液；(5)将步骤(4)中得到的滤液送至第三反应釜中，抽真空，并升温至155
‑
160℃，进行溶剂二甲苯及游离的异佛尔酮二异氰酸酯的精馏脱除；将精馏后分别得到的二甲苯及异佛尔酮二异氰酸酯留作下一批次循环使用；(6)用气相色谱监控反应体系中剩余的二甲苯及异佛尔酮二异氰酸酯，待二甲苯及...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪一波，林光伟，杨志萍，柯方伟，王永垒，孟祥松，陶灿，
申请(专利权)人：黄山华惠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：