一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75％固含量、低游离固化剂的制备方法，特征步骤包括：(1)甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷在70±5℃下在反应溶剂中反应形成预聚物；(2)测游离NCO基团的重量百分含量为15～16％时，加入一种三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基苯酚)，当测游离NCO基团的重量百分含量降至14～15％时，加入三聚阻聚剂磷酸停止反应；(3)加入抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚后，当预聚物固化剂变成透明液体时，用多异氰酸酯常用的溶剂将预聚物兑稀出料，全部反应时间在2.5～4小时内。制得的低游离TDI、高固含量的环保涂料固化剂具有漆膜光泽好、弹性好、韧性好等优良特性，大大降低了毒性和运输成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种芳香族聚氨脂涂料中固化剂的制备方法，具体涉及一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离TDI固化剂的制备方法。
技术介绍
固化剂是双组份聚氨酯涂料的重要组成部分，固化剂品种按固体份含量不同主要可分为:N-75(75% )、N-60、N-50几种，固含量越高，对环境危害越小，产品的运输成本越低，制备工艺和加工难度也越大。固化剂作为特殊性能的TDI的聚合物，被广泛地应用于聚酯漆、高档丙烯酸涂料、聚氨酯粘合剂中，具有超速固化、耐热、耐紫外线、耐黄变性、游离TDI含量低等优良特性，尤其是其低挥发性减少了对工人的毒害。市场上普遍使用的有50型和75型两类产品，作为涂料的中间体，不但能提高涂层的物理性能，同时，固化剂中TDI游离单体都在0.5 1.0%之间，这就大大降低了 TDI的毒性，给施工带来了极大的方便。固化剂不但用于制备各种快干漆、清漆，在聚氨酯工业中还可代替少量异氰酸酯制备聚氨酯涂料。这样，不但没有影响它的使用性能，而且还降低了成本，缩短了固化时间，拓宽了应用范围。弥补了因异氰酸酯价格昂贵而不能使用聚氨酯漆的空缺。聚氨酯涂料常用固化剂按类型可分为:TDI+TMP加成物、TDI+含羟基物质的加成物、TDI三聚体。TMP-TDI加成物是聚氨酯涂料行业的重要成员，因其具有漆膜光泽好、弹性好、韧性好等优良特性，已成为涂料市场的主流，被广泛地应用于聚酯漆、高档丙烯酸涂料、聚氨酯粘合剂中，国内外因此竞相开展此项研究。环保型固化剂是低游离TD1、高固含量的涂料固化剂，既大大降低了毒性又减少了运输成本。目前，国内多数生产厂家因受工艺水平的限制，TMP-TDI加成物的固含量、游离TDI含量与国外产品还存在一定差距。TMP-TDI固化剂对环境产生的影响主要来源于两个方面:其一是固化剂中所含有机溶剂，其二是TMP-TDI固化剂中的游离TDI。国家标准GB18581-2001规定，固化剂用于配漆后，游离TDI的含量必须控制在0.7%以下。因此，聚氨酯固化剂产品占领市场、赢得市场的重要性能指标，取决于游离TDI含量的高低。这就要求在固化剂产品开发过程中，尽一切努力降低游离TDI的含量。环保型TMP-TDI固化剂是低游离TD1、高固含量(75% )的涂料固化剂，它是固化剂的主要发展方向，N-75固化剂是顺应涂料发展方向开发的具有高固含、低游离的绿色环保型固化剂，是TMP-TDI加成物通过后期化学法降游离制得。具有生产成本低，适于我国国情的特点，工艺参数和原料配比系自主研发，且溶剂不含三苯，具有突出的环保性。TMP-TDI加成物因其具有漆膜光泽好、弹性好、韧性好等优良特性，已成为涂料市场的主流。由于体系固体份含量高,合成难度大，目前，国内掌握这一技术水平的厂家不多，并基本上停留在小试阶段，个别大企业实现工业化后生产成本很高，没有利润空间，且工序操作繁琐，因此，这一产品基本依赖进口。国内市场生产的所谓环保型75固化剂，很多是通过MDI改性的，在环保和漆膜性能方面不能与TMP-TDI型N-75固化剂相提并论。聚氨酯涂料中使用的固化剂主要是二异氰酸酯(如TD1、MD1、HDI等)和多元醇类化合物(如三羟甲基内烷、水等)在一定的条件下反应得到的预聚物或二异氰酸酯在催化剂作用下自聚形成的聚合物。反应机理:3分子TDI与I分子三羟甲基丙烷(TMP)加成反应。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75％固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征步骤包括：(1)甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷在70±5℃下在反应溶剂中反应形成预聚物，其中反应物甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的用量满足摩尔比为：3∶1～3.01∶1之间；(2)测游离NCO基团的重量百分含量为15～16％时，加入一种三聚催化剂2，4，6?三(二甲氨基甲基苯酚)，其总用量为前步所得预聚物固化剂总重量的0.02～0.15％，在70±5℃下继续反应，当测游离NCO基团的重量百分含量降至14～15％时，加入三聚阻聚剂磷酸停止反应；(3)加入抗氧剂2，6?二叔丁基对甲酚后，当预聚物固化剂变成透明液体时，用多异氰酸酯常用的溶剂将预聚物兑稀出料，全部反应时间在2.5～4小时内。

【技术特征摘要】
1.一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征步骤包括: (1)甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷在70±5°C下在反应溶剂中反应形成预聚物，其中反应物甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的用量满足摩尔比为:3: I 3.0l: I之间； (2)测游离NCO基团的重量百分含量为15 16%时，加入一种三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基苯酚)，其总用量为前步所得预聚物固化剂总重量的0.02 0.15 %，在70±5°C下继续反应，当测游离NCO基团的重量百分含量降至14 15%时，加入三聚阻聚剂磷酸停止反应； (3)加入抗氧剂2，6_二叔丁基对甲酚后，当预聚物固化剂变成透明液体时，用多异氰酸酯常用的溶剂将预 聚物兑稀出料，全部反应时间在2.5 4小时内。2.根据权利要求1所述的一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征在于:所述甲苯二异氰酸酯是2，4_甲苯二异氰酸酯占65±1%和2，6-甲苯二异氰酸酯占35±1%的两种甲苯二异氰酸酯的混合物。3.根据权利要求1所述的一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征在于:所述三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基苯酚)的纯度>95%。4.根据权利要求1所述的一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征在于反应溶剂选自醋酸乙酯、醋酸丁酯或二者混合物。5.根据权利要求1所述的一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征步骤包括: (1)先加入溶剂醋酸丁酯70kg，再加入65/35甲苯二异氰酸酯(T-65)400kg混合，加热至 50 0C ； (2)依次加入抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)0.3kg、紫外线吸收剂2-(2’-羟基-3’ 5’ - 二叔丁基)-5-氯-苯并三唑0.2kg，将上述混合物升温至60°C ； (3)将三羟甲基丙烷(TMP)103kg分成四份，加入第一批TMP20kg混合后升温至62°C ； (4)加入第二批TMP23kg混合后升温至65°C； (5)再加入第三批TMP27kg混合后将温度升至68°C； (6)再加入第四批TMP33kg混合后将温度升至70°C； (7)温升结束后，保温半小时，加入催化剂2，4，6_三(二甲氨基甲基苯酚)(DMP) 0.24kg，保温 2-3 小时； (8)当粘度和NC0%达到要求时，应及时终止反应，加入阻聚剂磷酸(H3PO4)0.16g后保温30分钟； (9)视粘度变化加入剩余溶剂醋酸丁酯60kg，降温到室温。6.根据权利要求1所述的一种用65/35甲苯二异氰酸酯合成75%固含量、低游离固化剂的制备方法，其特征步骤包括: (1)先加入溶剂醋酸乙酯80kg，再加入65/35甲苯二异氰酸酯(T-65)400kg混合，加热至 50 0C ； (2)依次加入抗氧剂2，6_二叔丁基对甲酚(BHT)0.3kg、紫外线吸收剂2-(2-羟基-...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玲，李晓明，强光明，付振波，陈玫君，蒙鸿飞，陶春霞，
申请(专利权)人：甘肃银光聚银化工有限公司，
类型：发明
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