【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多异氰酸酯的，具体涉及一种基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物。
技术介绍
1、脂环族异氰酸酯-异佛尔酮二异氰酸酯单体(后续简写为ipdi)经过聚合制备的多异氰酸酯组合物，具有明显的快干特性，己被广泛应用于聚氨酯涂料行业。
2、ipdi单体在催化剂作用下进行改性的技术已经为领域内公知，比如进行三聚反应或醇改性反应，达到预期转化率后采用真空蒸馏或薄膜蒸发脱除未反应的单体，进而获得基于ipdi的多异氰酸酯组合物产品，可以参考专利us4288586、us6093817、cn107827832等。
3、在下游实际的应用过程中发现，由于ipdi本身的刚性环特征，基于ipdi的多异氰酸酯组合物的漆膜往往具有“脆”性，耐冲击性不足，造成漆膜在强冲击下容易脱落。但在实际的某些应用场景中需要兼顾漆膜的硬度和耐冲击性，为解决该问题，现有技术中有通过含羟基或者胺基的化合物进行多异氰酸酯组合物的改性，可以改善其耐冲击性，然而改性过度极易导致漆膜硬度不足。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，该组合物用作聚氨酯涂料，在保证足够硬度的同时可以明显改善漆膜的脆性，提升漆膜的耐冲击性，确保漆膜兼顾硬度和耐冲击性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种基于异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的多异氰酸酯组合物，所述多异氰酸酯组合物具有以下特征：p>
4、a)重均分子量为660±100的组分峰的积分面积和重均分子量为770±100的组分肩峰的积分面积的比值为20～630，优选50～420；
5、b)包含式1所示结构的脲基-四聚体：
6、
7、本专利技术中，特征a)所述积分面积可以采用凝胶色谱法(gpc)测试；在一些具体示例中，所述积分面积的比值是指凝胶色谱仪测得的凝胶色谱图中重均分子量为660±100的组分峰的积分面积和重均分子量为770±100的肩峰的积分面积的比值。
8、作为优选，所述凝胶色谱法测试多异氰酸酯组合物的组分及其重均分子量时，可以采用常规类型的凝胶色谱仪配备高性能通用色谱柱及示差折光检测器来测试，优选使用聚苯乙烯作为标样，洗脱剂选自四氢呋喃或二氯甲烷，具体测试条件本领域技术人员可以参照现有技术公开的内容，根据实际需要确定，例如可以采用本专利技术在实施例中提及的测试方法。
9、本专利技术在研究过程中发现，在凝胶色谱峰的高分子量组分峰一侧会出现肩峰，如重均分子量为660±100的组分峰，其一侧会出现重均分子量为770±100的肩峰，而且预料之外地发现通过调控基于ipdi的多异氰酸酯组合物中重均分子量为660±100的组分峰的积分面积和重均分子量为770±100的组分肩峰的积分面积的比值会显著影响下游应用中漆膜的脆性和耐冲击性。研发人员通过实验还进一步发现该比值应控制在20～630，优选50～420范围内，超过上述比例的上限往往不利于漆膜的耐冲击性，而低于这个比例的下限将不利于高温下组合物的使用。
10、本专利技术对调整上述积分面积的比值的具体技术方案没有特别要求，技术人员可以参照现有技术公开的任意可实现方法，例如可以通过控制体系中nco与水的反应进行控制，可以在反应阶段，也可以在反应结束后的阶段，优选反应阶段进行控制。具体的技术方案可以从后续的实施例获悉。
11、本专利技术中，特征b)为4个ipdi单体聚合而成的，异氰脲酸酯-脲二酮结合的脲基-四聚体结构，对于本专利技术，理论上该脲基-四聚体结构的含量没有特别的限定，优选地，所述脲基-四聚体与异氰脲酸酯三聚体的质量比为0.005～0.12，优选0.01～0.05；低于0.005时不利于增强耐冲击性，而高于0.1时脆性增加，不利于漆膜的硬度。
12、本专利技术所述异氰酸酯组合物中脲基-四聚体的生成，以及其与异氰脲酸酯三聚体的比值的调整方法没有特别要求，技术人员可以采用现有技术公开的任意可实现方法，例如可以通过将上述水参与反应的ipdi三聚体反应液高温处理获得，比如反应液140～160℃热处理10～30min，或者控制分离高温温度(如不低于185℃)，具体参数的调控为本领域常规方法，可参照后续实施例，本专利技术不做具体限定。
13、本专利技术中，所述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，其中异氰酸酯基团(-nco)质量含量为16～18％，优选16.5～17.5％。一方面组合物中nco基团含量不宜过低，过低不利于漆膜的结构交联，另一方面，nco含量也不宜过高，过高则通常会降低漆膜的硬度。
14、本专利技术中，所述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，为固体或者用溶剂溶解后的溶液状态；
15、由于本专利技术所述的多异氰酸酯组合物，其在室温条件下，一般指25℃下，呈现为固体状态，在一些具体的实施方式中，本专利技术所述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，还可以溶解到溶剂中得到多异氰酸酯组合物溶液，表现为用溶剂溶解后的溶液状态。
16、本专利技术多异氰酸酯组合物溶液中，所述溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯、溶剂油、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、二庚酮等中的任意一种或至少两种的组合；
17、优选地，所述溶剂的质量占比为28～32％，例如29％、30％、31％，优选30％，以多异氰酸酯组合物溶液总质量为100％计；若组合物溶液中溶剂含量过高会降低下游应用的经济效益，而溶剂含量过低则会使溶液粘度过大，同样不低于下游使用。
18、优选地，将其用溶剂溶解后的溶液状态对应的多异氰酸酯组合物溶液，以多异氰酸酯组合物溶液总质量为100％计，其中nco基团含量为11.2～12.8％，例如11.3％、11.6％、11.9％、12.2％、12.5％、12.8％，优选12％。
19、在一些具体的实施方式中，本专利技术所述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，其中异佛尔酮二异氰酸酯单体的含量低于0.5wt％，例如0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％，优选低于0.35wt％，更优选低于0.1wt％，ipdi单体的含量降低有利于下游施工安全。
20、本专利技术上述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物，其制备方法是不限的，只要能够使得多异氰酸酯组合物的组成达到本专利技术前述要求即可。根据现有技术公开的方法，例如，具体可以采用如下方法制备得到：
21、在聚合催化剂存在下，异佛尔酮二异氰酸酯进行聚合反应，所述聚合反应至体系中nco基团含量为20～30％，例如24％、25％、26％、27％时终止反应，再脱除未反应的单体，得到所述基于异佛尔酮二异氰酸酯的多异氰酸酯组合物。
22、其中异氰酸酯进行聚合反应的基本方法是现有技术已知的，在具体的聚合反应过程中，可以先将异佛尔酮二异氰酸酯加入至安装有回流冷凝管、搅拌器、温度计和氮气入口的圆底烧瓶中，然后将体系升温至预定的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的多异氰酸酯组合物，所述多异氰酸酯组合物具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，特征b)中所述脲基-四聚体，与异氰脲酸酯三聚体的质量比为0.005～0.12，优选0.01～0.05。
3.根据权利要求1或2所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，其中异氰酸酯基团含量为16～18％，优选16.5～17.5％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，室温下为固体或者用溶剂溶解后的溶液状态。
5.根据权利要求4所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，所述溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯、溶剂油、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、二庚酮等中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求4或5所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，所述溶剂的质量占比为28～32％，优选30％，以多异氰酸酯组合物溶液总质量为100％计。
7.根据权利要求4-6任一项所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，将其用溶剂溶解后的溶液状态对应的多异氰酸酯组合物溶液，以多异
8.根据权利要求1-7任一项所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，其中异佛尔酮二异氰酸酯单体的含量低于0.5wt％，优选低于0.35wt％，更优选低于0.1wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种基于异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的多异氰酸酯组合物，所述多异氰酸酯组合物具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，特征b)中所述脲基-四聚体，与异氰脲酸酯三聚体的质量比为0.005～0.12，优选0.01～0.05。
3.根据权利要求1或2所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，其中异氰酸酯基团含量为16～18％，优选16.5～17.5％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，室温下为固体或者用溶剂溶解后的溶液状态。
5.根据权利要求4所述的多异氰酸酯组合物，其特征在于，所述溶剂选自乙酸丁酯、乙酸乙酯、溶剂油、甲苯...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，尚永华，林成栋，刘伟杰，任一臻，鲁剑飞，李明杰，张现锋，石滨，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：
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