一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯制备领域，更具体地，提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体，包括以下重量份的原料：聚醚多元醇180

【技术实现步骤摘要】
一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯制备领域，更具体地，涉及一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前技术手段中，聚氨酯合成方法中常用预聚体法制备，主要使用原料为多元醇和异氰酸酯，通常使用过量的异氰酸酯和多元醇在一定条件下合成NCO端的预聚物，即NCO/OH大于1。而常用的多为甲苯二异氰酸酯(TDI)，但由于反应过程中单体反应不充分，有较多的游离TDI单体存在，这些游离的TDI单体本易挥发且具有较强的毒性，可以以呼吸吸入和接触的方式危害人体健康，尤其在加工过程中对加工人员伤害大，所以国标中对游离TDI的含量有一定的限制。而且残留的TDI会在存贮期间缓慢反应，导致预聚体的粘度逐渐增加，存贮期缩短，使用时间受限。而低游离预聚体存贮期更长，不宜变质。故目前亟需一种能够制备低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术为克服上述
技术介绍
所述的残留的TDI会在存贮期间缓慢反应，导致预聚体的粘度逐渐增加，存贮期缩短，使用时间受限，故目前亟需一种能够制备低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法的问题，提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体及其制备方法。本专利技术能够降低聚氨酯预聚体中的游离TDI含量。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低游离TDI的聚氨酯预聚体，包括以下重量份的原料：
[0005][0006]优选的，所述聚醚多元醇为二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇、四羟基聚醚多元醇的至少一种。
[0007]优选的，所述二羟基聚醚多元醇的分子量可选择为300～2000。
[0008]优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、TDI80/20、TDI100中的一种。
[0009]优选的，所述稳定剂选自柠檬酸、磷酸、苯甲酰氯、己二酸中的一种。
[0010]优选的，所述共沸剂的沸点在200
‑
300℃之间。
[0011]优选的，所述共沸剂选自邻苯二甲酸二甲酯、二苯甲烷、二醇二甲醚中的一种。
[0012]还提供一种低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法，其包含以下几个步骤：
[0013]S1、将聚醚多元醇投入到反应釜中，设置搅拌速率为200
‑
300r/min，温度为105
‑
110℃、压力为200pa
‑
400pa，在此条件下真空脱水2～4h，实时测试反应釜含水量；
[0014]S2、当步骤S1中测试含水量低于0.05％时，将反应釜内降温至50℃并通氮气保护，同时加入抗氧剂和稳定剂，恒温搅拌0.5h；
[0015]S3、加入异氰酸酯，通氮气保护，并在60℃恒温搅拌反应1h，升温至75℃恒温搅拌反应2h；
[0016]S4、降温至在50
‑
60℃下加入共沸助剂，恒温搅拌15
‑
30min；
[0017]S5、将预聚体加入到分子蒸馏设备中，设置预热进料温度70
‑
100℃，主加热温度90
‑
150℃，冷凝温度30
‑
60℃，真空度在1
‑
30pa，刮膜速度为300
‑
500r/min，控制进料速度0.5
‑
1.5L/min，轻组分为游离的TDI与助剂的混合物，重组分收集的产物，即低游离甲苯二异氰酸酯预聚体。
[0018]更优选的，所述步骤S5中，预热进料温度为80℃，主加热温度130℃，冷凝温度50℃，真空度在5pa，刮膜速度为400r/min，控制进料速度为0.5L/min。
[0019]更优选的，所述分子蒸馏设备的设备蒸发面积为600cm2。
[0020]与现有技术相比，有益效果是：
[0021]本专利技术中通过调配异氰酸酯预聚体的合成组份，并采用分子蒸馏的方式制备低游离甲苯二异氰酸酯预聚体，使得其预聚体中的游离TDI含量更低，在0.07％～0.25％之间，同时粘度低且热稳定性好，有良好的加工条件，贮存时间更长，经济价值更高。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供了一种低游离TDI的预聚体，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯106份。聚醚多元醇220份、稳定剂0.005份，抗氧化剂0.5份，共沸剂5份，其中，异氰酸酯为TDI；聚醚多元醇为巴斯夫的PTMEG650s，稳定剂为磷酸，抗氧化剂为巴斯夫的1010，共沸剂为二苯基甲烷。
[0026]如图1所示，本实施例低游离TDI的预聚体的制备方法包括以下步骤：
[0027](1)将PTMEG聚醚多元醇投入到反应釜中，设置搅拌速率为200r/min，温度为110℃、压力为400pa，在此条件下真空脱水3h，测试含水量低于0.05％；
[0028](2)将反应釜内降温至50℃并通氮气保护，同时加入抗氧剂和稳定剂，恒温搅拌0.5h；
[0029](3)接着加入甲苯二异氰酸酯，通氮气保护，并在60℃恒温搅拌反应1h，升温至75℃恒温搅拌反应2h；
[0030](4)降温至在50℃下加入共沸剂，恒温搅拌30min；
[0031](5)将预聚体加入到分子蒸馏设备中，设置预热进料温度80℃，主加热温度130℃，冷凝温度40℃，真空度在5pa，刮膜速度为400r/min，控制进料速度1.0L/min，从重组分收集产物，即低游离预聚物。
[0032]对得到的预聚物中的NCO值、游离的TDI以及粘度进行测试，并观察记录颜色，在表1中列出测试结果。其中，NCO值按照HG/T2109《聚氨酯预聚体中异氰酸酯含量的测定》规定测试。
[0033]游离的TDI按照GB T 18446
‑
2009《色漆和清漆用漆基异氰酸酯树脂中二异氰酸酯单体的测定》测定。
[0034]粘度使用流变仪测试。取50g预聚体置于干燥单口烧瓶中，充氮密封，确保无空气接触。将装有预聚体的烧瓶置于80℃的烘箱中，待24h后取出，降温到室温条件下进行粘度测试，比较加热老化前后粘度的变化，评估粘度热稳定性。
[0035]实施例2
[0036]本实施例提供了一种低游离TDI的预聚体，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯70份。聚醚多元醇180份、稳定剂0.05份，抗氧化剂0.2份，共沸剂10份，其中，异氰酸酯为TDI；聚醚多元醇为PTMEG650s，稳定剂为柠檬酸，抗氧化剂为巴斯夫1010，共沸剂为二苯基甲烷。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，包括以下重量份的原料：2.根据权利要求1所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述聚醚多元醇为二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇、四羟基聚醚多元醇中的至少一种。3.根据权利要求2所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述二羟基聚醚多元醇的分子量可选择为300～2000。4.根据权利要求1所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、TDI80/20、TDI100中的一种。5.根据权利要求1所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述稳定剂选自柠檬酸、磷酸、苯甲酰氯、己二酸中的一种。6.根据权利要求1所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述共沸剂的沸点在200
‑
300℃之间。7.根据权利要求1所述的低游离TDI的聚氨酯预聚体，其特征在于，所述共沸剂选自邻苯二甲酸二甲酯、二苯甲烷、二醇二甲醚中的一种。8.一种低游离TDI的聚氨酯预聚体的制备方法，其特征在于，其包含以下几个步骤：S1、将聚醚多元醇投入到反应釜中，设置搅拌速率为200
‑
300r/min，温度为105
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110℃、压力为200pa
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400pa，在此条件下真空脱水2～4h，实时测试反...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁黎光，石鑫，王杰，吴泽佳，杨小牛，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：