一种异氰酸酯组合物、改性组合物和聚氨酯弹性体制造技术

本发明专利技术提供一种异氰酸酯组合物、改性组合物和聚氨酯弹性体，所述异氰酸酯组合物的有效因子为3.80

【技术实现步骤摘要】
一种异氰酸酯组合物、改性组合物和聚氨酯弹性体


[0001]本专利技术属于异氰酸酯
，具体涉及一种异氰酸酯组合物、改性组合物和聚氨酯弹性体。

技术介绍

[0002]聚氨酯弹性体(PUR)具有高弹性、高强度、硬度范围宽、耐磨性好等特点，被应用于汽车工业、机械工业、医疗产业、交通运输、体育用品、电子产业、化工、煤炭等行业。聚氨酯弹性体按照所用异氰酸酯的不同可分为TDI(甲苯二异氰酸酯)型、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)型、PPDI(苯二异氰酸酯)型、NDI(萘二异氰酸酯)型、CHDI(环己烷二异氰酸酯)型等，以TDI型和MDI型最为常见。
[0003]随着聚氨酯弹性体应用范围的拓展，常用的TDI型PUR和MDI型PUR已不能满足使用需求，人们开发出了新的聚氨酯弹性体，以期获得弹性体性能的提升。例如CN113354788A 公开了一种具有良好的耐热性和抗滑性的聚氨酯弹性体，原料包括：聚酯多元醇60
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65％，二异氰酸酯30
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33％，混合扩链交联剂1
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9.5％，所述二异氰酸酯包括二甲基联苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和1,5
‑
萘二异氰酸酯的组合。CN104017166A公开了一种耐高温热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：将抗氧剂、催化剂和熔融的聚酯多元醇加入反应釜，加热、减压条件下脱水后形成A组份；将二异氰酸酯加热熔融形成B组份；将熔融的三元醇与熔融的二元醇混合均匀，在减压、加热条件下脱水形成C组份；将A组份、B组份、C组份同时加入双螺杆挤出机中，经逐步聚合反应得到耐高温热塑性聚氨酯弹性体；所述二异氰酸酯是由质量百分含量为70
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100％的反式1,4
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CHDI与质量百分含量为0
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30％的顺式1,4
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CHDI组成的混合物。CN104817683A公开了一种具有良好的力学性能和耐疲劳性的聚氨酯弹性体，其原料包括A组分和B组分，以重量份计，A组分为：100份大分子二元醇，5
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20份NDI，10
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30 份对苯二异氰酸酯或10
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50份3,3'
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二甲基
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4,4'
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联苯二异氰酸酯(TODI)；B组分为：0
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100份大分子二元醇，8
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30份扩链剂，0.02
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0.5份催化剂；A组分与B组分的重量比为100:(8
‑
30)。
[0004]与常用的MDI和TDI相比，NDI、PPDI和CHDI的熔点更高，属于高熔点异氰酸酯，且NDI、PPDI具有芳香族结构，有较大的位阻效应，因而使合成的聚氨酯弹性体具有硬度高、回弹性好、耐热性佳、动态性能优异、耐磨性好等特点，可适用于高动态负荷场景，是制备新型聚氨酯弹性体中备受青睐的异氰酸酯原料。然而，尽管NDI、PPDI、CHDI具有各种优点，但其也存在不可忽视的缺点：由于NCO基团的高反应性，可能在聚氨酯的生产中引起不必要的色号增长，即发生明显黄变，耐候性不佳，从而严重影响了聚氨酯弹性体的外观和产品质量。
[0005]因此，本领域亟待开发性能更优异的异氰酸酯原料，以实现聚氨酯弹性体的耐候性和外观等性能的提升。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种异氰酸酯组合物、改性组合物
和聚氨酯弹性体，所述异氰酸酯组合物通过有效因子的设计，能够有效抑制聚氨酯弹性体在湿热条件下的色号增长，显著提高聚氨酯弹性体的稳定性和耐候性，并改善聚氨酯弹性体的机械性能。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种异氰酸酯组合物，所述异氰酸酯组合物的有效因子为 3.80
‑
5.30。
[0009]所述有效因子的计算公式如式I所示：
[0010][0011]式I中，E为有效因子；
[0012]式I中，A为所述异氰酸酯组合物中氯的质量含量；
[0013]式I中，B为所述异氰酸酯组合物中氯代异氰酸酯的质量含量；
[0014]式I中，M
Cl
为氯的相对原子质量，约为35.5；
[0015]式I中，M
B
为所述氯代异氰酸酯的相对分子质量。
[0016]本专利技术提供的异氰酸酯组合物的有效因子E为3.80
‑
5.30，例如可以为3.90、4.00、4.10、 4.30、4.50、4.70、4.90、5.00、5.10或5.20，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0017]本专利技术中，所述异氰酸酯组合物包括异氰酸酯和含氯物质的组合，故将其命名为“异氰酸酯组合物”；所述含氯物质包括氯代异氰酸酯和有效因子对应的物质的组合。本专利技术通过有效因子的设计和控制，使所述异氰酸酯组合物包括特定含量、特定种类的含氯物质，使其具有优良的反应活性，能够用于高性能聚氨酯制品的制备。特别地，所述异氰酸酯组合物用于聚氨酯制品、尤其是聚氨酯弹性体中，能够显著提升聚氨酯弹性体的稳定性和耐候性，抑制湿热条件下的色号增长和黄变，提高聚氨酯弹性体拉伸强度和撕裂强度，使聚氨酯弹性体在耐候性、稳定性、机械性能和外观等方面具有优异的综合表现。
[0018]优选地，所述异氰酸酯为二异氰酸酯，进一步优选包括萘二异氰酸酯(NDI)、苯二异氰酸酯(PPDI)、环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]本专利技术中，如无特殊说明，列举的异氰酸酯包括其所有的异构体，例如，所述萘二异氰酸酯(NDI)为所述苯二异氰酸酯(PPDI)为所述环己烷二异氰酸酯(CHDI)为所述二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 为所述甲苯二异氰酸酯(TDI)为优选
[0020]优选地，所述萘二异氰酸酯为1,5
‑
萘二异氰酸酯所述苯二异氰酸酯为 1,4
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苯二异氰酸酯(对苯二异氰酸酯，)；所述环己烷二异氰酸酯为1,4
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环己烷二异氰酸酯所述二苯基甲烷二异氰酸酯为4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯所述甲苯二异氰酸酯为2,4
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甲苯二异氰酸酯和/或2,6
‑
甲苯二异氰酸酯
[0021]优选地，所述异氰酸酯组合物中异氰酸酯的质量百分含量≥97％，例如为97.5％、98％、98.5％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％、99.92％、 99.95％、99.98％、99.99％等，进一步优选≥99％，更优选＞99％。
[0022]优选地，所述氯代异氰酸酯为异氰酸酯中的一个NCO基团被氯替代得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异氰酸酯组合物，其特征在于，所述异氰酸酯组合物的有效因子为3.80
‑
5.30；所述有效因子的计算公式如式I所示：其中，E为有效因子；A为所述异氰酸酯组合物中氯的质量含量；B为所述异氰酸酯组合物中氯代异氰酸酯的质量含量；M
Cl
为氯的相对原子质量；M
B
为所述氯代异氰酸酯的相对分子质量。2.根据权利要求1所述的异氰酸酯组合物，其特征在于，所述异氰酸酯为二异氰酸酯，优选包括萘二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述异氰酸酯组合物中异氰酸酯的质量百分含量≥97％。3.根据权利要求1或2所述的异氰酸酯组合物，其特征在于，所述氯代异氰酸酯为异氰酸酯中的一个NCO基团被氯替代得到的化合物；优选地，所述氯代异氰酸酯包括优选地，所述氯代异氰酸酯包括中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的异氰酸酯组合物，其特征在于，所述有效因子对应的物质包括如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：其中，R为异氰酸酯中的NCO基团被去除得到的二价基团；优选地，所述R选自优选地，所述R选自中的任意一种或至少两种的组合；其中，波浪线代表基团的连接位点。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的异氰酸酯组合物，其特征在于，所述A通过X射线荧光光谱分析测试得到；优选地，所述B通过色谱
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质谱法测试得到，进一步优选通过气相色谱
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质谱法测试得到。
6.一种如权利要求1
‑
5任一项所述的异氰酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱付林，尚永华，李建峰，何伟，吴谦，王勤隆，姜腾飞，李强，贾峥瑞，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：