一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，包括有生物基小分子多元醇混合物碳平衡异氰酸酯按照摩尔比1：(2

【技术实现步骤摘要】
一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学原料
，具体为一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]低碳，节能减排，环境友好是涂料的发展趋势，随着科技的发展和社会的进步，人类逐渐认识到碳排放导致的室温效应对地球的破坏日益严重，从而产生了使用由生物或者可回收物中提取化合物以减少碳排放的趋势。
[0003]以异氰酸酯固化剂为组分之一制备的聚氨酯材料具有硬度高、韧性好、耐化学品能力强以及干燥快等优点，被广泛用作双组分木器漆的原料以及用作聚氨酯双组分粘合剂和弹性体中，聚氨酯双组分涂料或粘合剂由醇酸树脂、聚酯树脂和丙烯酸树脂等含羟树脂与由小分子醇和异氰酸酯的加成物，或者异氰酸酯三聚体反应制备而成的，其中甲苯二异氰酸酯(TDI)作为固化剂，相比于其他固化剂具有固化速度快，高耐水解，耐腐蚀和热稳定性的优点，从而得到了广泛的应用，目前虽然很多研究致力于生产环保的水性或者生物基的含羟树脂材料，但是对于如何使用生物基或者碳平衡原料来生产符合客户要求并替代石油基聚氨酯固化剂的产品和方法却很少有人提及。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]本专利技术的目的在于提供一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出如何使用生物基或者碳平衡原料来生产符合客户要求并替代石油基聚氨酯固化剂的产品和方法的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，包括有生物基小分子多元醇混合物碳平衡异氰酸酯按照摩尔比1：(2
‑
10)进行反应制得，所述生物基小分子多元醇混合物是由一种或多种官能度大于2的小分子多元醇B和一种或多种含有生物基小分子二元醇C的混合物的统称。
[0008]优选的，所述官能度大于2的小分子多元醇B为季戊四醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷中的一种或几种的混合物，平均官能度大于等于3，平均分子量为90
–
200，其中，混合物中优选丙三醇和三羟甲基丙烷两者的混合物，混合物中丙三醇优选生物基丙三醇(生物基含量为98％以上)。
[0009]优选的，所述丙三醇占小分子多元醇B的重量百分比为0
‑
15％。
[0010]优选的，所述含有生物基小分子二元醇C可以为生物基二元醇的一种或几种，优选但不限于生物基乙二醇，生物基1，3
‑
丙二醇，生物基1,4
‑
丁二醇，含有生物基小分子二元醇C也可以为以上所述生物基二元醇与石油基乙二醇，1，2丙二醇，1，3丙二醇，1，4丁二醇，1，3丁二醇，新戊二醇，一缩二丙二醇，一缩二乙二醇，3甲基戊二醇，2甲基丙二醇中一种或几种
的混合物。含有生物基小分子二元醇C的技术特征为羟基官能度为2，平均分子量为40
‑
200，生物基含量为27％
‑
100％。
[0011]优选的，所述官能度大于2的小分子多元醇B和所述含有生物基小分子二元醇C的物质比例为3：1
–
1：5，优选比例为2：1
‑
1：3，其综合官能度为2.17
‑
2.75，平均分子量为75
‑
100，生物基含量为6.75％
‑
86％。
[0012]优选的，所述含溶剂的异氰酸酯固化剂主要由生物基小分子多元醇混合物与异氰酸酯按照摩尔比1：(2
‑
10)组成，更优选的，按照摩尔比1：(3
‑
5)，通过反应制备得到。
[0013]优选的，所述异氰酸酯为芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯中的一种或多种。
[0014]一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂的制备方法，包括化学法和物理法，包括如下步骤：
[0015]物理制备法：
[0016]步骤一：将所述生物基小分子多元醇原料混合均匀，在100℃以下真空脱水4
‑
8h，直到体系水分达到200ppm以下；
[0017]步骤二：将碳平衡异氰酸酯及抗氧剂加入反应釜中搅拌均匀，升温到65
‑
75℃，将步骤S1所得产物在1
‑
4h内滴加至反应釜中，反应4
‑
8h；
[0018]步骤三：将上述步骤的反应产物，分批次注入薄膜蒸发器进料槽中，设定进料温度60
‑
70℃，仪器主体维持真空状态，温度100
‑
150℃，出料得到重组分；
[0019]步骤四：将上述步骤的重组分溶解到可回收的乙酸乙酯中，配置成均匀的固化剂溶液。
[0020]化学制备法：
[0021]步骤一：将所述生物基小分子多元醇原料混合均匀，在100℃以下真空脱水4
‑
8h，直到体系水分达到200ppm以下；
[0022]步骤二：将碳平衡异氰酸酯，溶剂，抗氧剂加入反应釜中搅拌均匀，升温到60
‑
80℃，将步骤一所得产物一次性加入到反应釜中，反应4
‑
8h；
[0023]步骤三：加入催化剂，继续反应4
‑
8h，然后加入终止剂终止反应，所得产物为均一的固化剂溶液。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术的一种生物基/碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法具有以下优点：所得固化剂粘度生物基/平衡碳含量可达到2/3以上，并且生物基/碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂在废弃后对环境的污染很小，制备方法简单，实用性很强，是一种对环境友好的含溶剂固化剂。
附图说明
[0025]图1为本专利技术异氰酸酯固化剂性能测试结构示意图；
[0026]图2为本专利技术异氰酸酯固化剂与XC
‑
9813树脂固化测试方案结构示意图；
[0027]图3为本专利技术异氰酸酯固化剂与XC
‑
9813树脂固化测试结果结构示意图一；
[0028]图4为本专利技术异氰酸酯固化剂与XC
‑
9813树脂固化测试结果结构示意图二。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，包括有生物基小分子多元醇混合物碳平衡异氰酸酯按照摩尔比1：(2
‑
10)进行反应制得，所述生物基小分子多元醇混合物是由一种或多种官能度大于2的小分子多元醇B和一种或多种含有生物基小分子二元醇C的混合物的统称。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，包括有生物基小分子多元醇混合物碳平衡异氰酸酯按照摩尔比1：(2
‑
10)进行反应制得，其特征在于：所述生物基小分子多元醇混合物是由一种或多种官能度大于2的小分子多元醇B和一种或多种含有生物基小分子二元醇C的混合物的统称。2.根据权利要求1一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂及其制备方法，其特征在于：所述官能度大于2的小分子多元醇B为季戊四醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷中的一种或几种的混合物，平均官能度大于等于3，平均分子量为90
–
200，其中，混合物中优选丙三醇和三羟甲基丙烷两者的混合物，混合物中丙三醇优选生物基丙三醇(生物基含量为98％以上)。3.根据权利要求2一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，其特征在于：所述丙三醇占小分子多元醇B的重量百分比为0
‑
15％。4.根据权利要求3一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，其特征在于：所述含有生物基小分子二元醇C可以为生物基二元醇的一种或几种，优选但不限于生物基乙二醇，生物基1，3
‑
丙二醇，生物基1,4
‑
丁二醇，含有生物基小分子二元醇C也可以为以上所述生物基二元醇与石油基乙二醇，1，2丙二醇，1，3丙二醇，1，4丁二醇，1，3丁二醇，新戊二醇，一缩二丙二醇，一缩二乙二醇，3甲基戊二醇，2甲基丙二醇中一种或几种的混合物，含有生物基小分子二元醇C的技术特征为羟基官能度为2，平均分子量为40
‑
200，生物基含量为27％
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100％。5.根据权利要求4一种生物基碳平衡异氰酸酯含溶剂固化剂，其特征在于：所述官能度大于2的小分子多元醇B和所述含有生物基小分子二元醇C的物质比例为3：1
–
1：5，优选比例为2：1
‑
1：3，其综合官能度为2.17
‑
2.75，平均分子量为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，
申请(专利权)人：优麦化学山东有限公司，
类型：发明
国别省市：