[发明专利]一种高柔韧性低游离TDI三聚体固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TDI三聚体固化剂及其制备方法，具体是一种高柔韧性低游离TDI三聚体固化剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯涂料在家具与家庭装修中用量大。它的一个组分是以醇酸树脂、聚酯树脂和丙烯酸树脂等含羟基物质为基础调配，另一个组分是含NCO基团的物质，又称聚氨酯固化剂。聚氨酯涂料在中国的发展非常迅猛，是溶剂型涂料的最大品种，并在家具涂料中占据统治地位。聚氨酯涂料的漆膜具有硬度高、韧性好、耐化学品性强、干燥快等优点。

聚氨酯弹性体的主要成分是聚氨酯预聚物，预聚物由聚醚多元醇和多异氰酸酯反应而成，目前多异氰酸酯主要是甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。在我国的聚氨酯预聚物结构中，TDI型预聚物占比90%以上。成品预聚物中含有一定量的未反应的TDI，这些TDI在后续的操作过程中会挥发到空气中。

由于TDI单体的蒸汽压（20℃时为1.33Pa）较高，毒性较大，在生产过程中极易挥发到环境中对人体造成伤害，因此欧共体法规规定，当TDI型预聚物产品中含有1~7%游离TDI时必须在包装容器上加贴“有毒”标签；游离TDI含量为0.1~1%的产品标签上须标上“有害”标记；而TDI含量低于0.1%的则无需危险警告标签。

国外从上世纪六十年代便开始该项技术的研发，并取得了显著成效。国内在九十年代初开始这方面的工作，在小分子反应法、溶剂萃取法和共沸蒸馏法等方面进行了有益的探索，并取得了一定的进步，但是也仅仅停留在实验室阶段，国内产品中TDI含量仍为2~7%。

TDI三聚体是由三分子的TDI自身聚合而生成六元环结构，与TDI单体相比，TDI三聚体具有挥发性小、官能度高等优点。TDI三聚体的六元环是一种刚性环，具有较高的极性，这就使得TDI三聚体只能溶于一些强极性溶剂中，在与羟基树脂相配时具有较高的选择性，且对颜料的润湿性较差；因此市场现有的众多TDI三聚体都存在相容性差等缺点，影响漆膜的透明性及装饰性，严重限制了TDI三聚体在双组分聚氨酯涂料中的使用。

市面上TDI三聚体固化剂，一般固含量50%，游离TDI含量≤1.5%，用于配套哑光清，漆膜柔韧性在5mm以上，冲击≤10cm，主要存在游离TDI含量较高、环保性差等问题，而且固化剂参与成膜后，漆膜较脆，附着力低，易造成脱落。因此研发生产高柔韧性低游离TDI三聚体固化剂具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高柔韧性低游离的TDI三聚体固化剂。

本发明的另一目的是提供该TDI三聚体固化剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高柔韧性低游离TDI三聚体固化剂，按重量百分比，由38~72%的TDI、0.05～0.2%的抗氧剂、0.1～0.25%的催化剂、0.04～0.15%的阻聚剂、1～4%的长链脂肪醇和25~60%的溶剂制备而得。

进一步地，所述TDI由80wt%的2，4-甲苯二异氰酸酯和20wt%的2，6-甲苯二异氰酸酯混合而成。

进一步地，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯和四[β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。

进一步地，所述催化剂为三烷基膦、N，N-二甲基苄胺、2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚和三乙烯二胺中的至少一种。

进一步地，所述阻聚剂为苯甲酰氯、磷酸、硫酸二甲酯和对甲苯磺酸甲酯中的至少一种。

进一步地，所述长链脂肪醇为12~18个碳原子的脂肪醇中的至少一种。

进一步地，所述12~18个碳原子的脂肪醇为C₁₂～C₁₄脂肪醇、C₁₄～C₁₆脂肪醇或C₁₆～C₁₈脂肪醇。

进一步地，所述12~18个碳原子的脂肪醇为月桂醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、1-十五烷醇、鲸蜡醇、顺-9-烯十六烷-1-醇、1-正十七烷醇、硬脂醇、异硬脂醇、反油醇、油醇、亚油醇、亚麻醇或蓖麻油醇。

进一步地，所述溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲苯、二甲苯和碳酸二甲酯中的至少一种。