[发明专利]一种高官能度的聚氨酯固化剂、该固化剂的制备方法及其用途

权利要求书

1.一种高官能度聚氨酯固化剂，包括：基于聚氨酯固化剂总质量的

(a)0.5-45wt％的含有四个异氰酸酯官能团的亚氨基三聚体环；

(b)0.5-30wt％的含有四个异氰酸酯官能团的4,6-二亚氨基-1,3,5-噁二嗪-2-酮环；

(c)0.5-50wt％的含有三个异氰酸酯官能团的异氰脲酸酯环；

(d)0.5-10wt％的含有两个异氰酸酯官能团的脲二酮；

(e)0-2wt％的单体二异氰酸酯；

(f)0-20wt％的多聚体。

2.如权利要求1所述的聚氨酯固化剂，其特征在于，所述的亚氨基三聚体环和4,6-二亚氨基-1,3,5-噁二嗪-2-酮环的结构式分别为：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄相同或不同，分别独立地表示单体二异氰酸酯反应掉一个异氰酸酯基团后的残基；所述单体二异氰酸酯为C4-C20的脂肪族二异氰酸酯、C4-C20的脂环族二异氰酸酯或C6-C20的芳香族二异氰酸酯，优选为六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，4-二(异氰酸根合甲基)环己烷、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、2，4，4-三甲基己二异氰酸酯或4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯，更优选为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

3.如权利要求1或2所述的聚氨酯固化剂，其特征在于，所述的聚氨酯固化剂的平均官能度为3-4，优选为3.5-3.9；粘度为100-10000cp，优选为1000-5000cp。

4.一种制备权利要求1-3任一项所述聚氨酯固化剂的方法，将单体二异氰酸酯在(乙酰丙酮)锡或双(乙酰丙酮)锡溶液催化下，进行多聚反应，制备含有亚氨基三聚体环和4,6-二亚氨基-1,3,5-噁二嗪-2-酮环的聚氨酯固化剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化剂的用量以双(乙酰丙酮)锡计，基于单体二异氰酸酯的质量，为10-10000ppm，优选为50-2000ppm，更优选为100-400ppm；所述双(乙酰丙酮)锡溶液的溶剂为选自甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、1,4-丁二醇和己醇中的一种或两种或多种；所述双(乙酰丙酮)锡溶液的浓度为20-80wt％。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述单体二异氰酸酯为选自C4-C20的脂肪族二异氰酸酯、C4-C20的脂环族二异氰酸酯和C6-C20的芳香族二异氰酸酯中的一种或两种或多种；优选自六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，4-二(异氰酸根合甲基)环己烷、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、2，4，4-三甲基己二异氰酸酯和4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种或多种；优选地，单体二异氰酸酯为两种以上的二异氰酸酯时，其中至少一种为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，用量为基于单体二异氰酸酯总量的10-90wt％。

7.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，多聚反应温度为20-150℃，优选为30-120℃，更优选为60-90℃；反应时间为1-20小时，优选为2-10小时，更优选为4-8小时。

8.如权利要求4-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述的多聚反应进行到单体二异氰酸酯转化率为40-60％，加入催化剂终止剂终止反应。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述催化剂终止剂选自硫酸二甲酯、苯甲酰氯、磷酸、磷酸二丁酯和磷酸二(乙基己基)酯中的一种或两种或多种，催化剂终止剂与催化剂中双(乙酰丙酮)锡的摩尔比为1:1-2:1，优选1.2:1-1.5:1。

10.权利要求1-3任一项的聚氨酯固化剂或由权利要求4-9任一项所述方法制备的聚氨酯固化剂用于制备水性聚氨酯涂料或高固含量聚氨酯涂料方面的用途。