[发明专利]一种异氰酸酯聚合催化剂及其制备方法，及其用于制备聚异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种异氰酸酯聚合催化剂及其制备方法，以及其用于制备含有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯的方法。所述催化剂为双季铵离子的羧酸盐，催化剂结构中含有含羟基的芳杂环残基，具有高活性。用于异氰酸酯聚合反应时，催化剂用量少，制备的聚异氰酸酯色号低于25Hazen，单体含量小于0.5wt％，异氰脲酸酯含量高，粘度低。

技术领域

本发明涉及一种用于异氰酸酯聚合的催化剂，更具体的涉及一种用于制备含有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯的催化剂，还涉及所述催化剂的制备方法，进一步涉及一种制备含有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯的方法。

背景技术

异氰脲酸酯，即是异氰酸酯单体三聚反应生成的六元环结构。具有该结构的聚异氰酸酯热稳定性好，尤其是脂肪族或脂环族的聚异氰酸酯还同时具有抗黄变的特性，使得其在涂料和胶黏剂固化剂领域应用广泛。

制备异氰脲酸酯基团的关键主要在于催化剂的选择和原料的控制，主要的催化剂包括有机碱金属和重金属、有机膦、叔胺、季铵碱和季铵盐化合物。

专利GB837120和US3211703提出将有机碱金属和重金属、有机膦和叔胺作为异氰酸酯单体三聚反应的催化剂，但在这些反应中金属类催化剂用量大，易在最终产品中残留，在使用过程中易析出导致产品发生浑浊；叔胺类催化剂在低温下反应活性过低，需要在较高温度下才保持较高活性，而且易导致产品产生异味。

专利DE1150080提出将季铵碱作为制备异氰脲酸酯基团的催化剂，但在此催化剂的作用下反应过程容易发生飞温，导致反应过程无法控制，无法在生产中广泛应用。

专利US4288586提出了一种改进方法，在季铵碱的阳离子上增加羟基取代，其能降低反应过程的放热，增加安全性，但同时也增加了催化剂消耗量，而且获得的产品色号较高。

专利US7001973披露了一种苄基取代的季铵羧酸盐催化剂，使用该催化剂催化反应得到了浅色的聚异氰酸酯，但反应中的催化剂相对于实际产品需求而言，其产品色号依然较高，粘度仍有降低空间。

现有技术中，通常催化剂中三聚体含量越高，黏度越低，产品越受欢迎。如采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为异氰酸酯原料，通常产品的异氰脲酸酯含量为59wt％-62wt％，25℃下粘度为600-800cP。如采用己基二异氰酸酯(HDI)作为异氰酸酯原料，通常产品的异氰脲酸酯含量为46wt％-50wt％，25℃下粘度为1000-1300cP。

由此需要提供一种新型催化剂结构，用于含异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯的制备，与常规产品相比，基于这种新型催化剂制备的产品色号低，粘度低，催化剂用量少。

发明内容

本发明提供了一种用于异氰酸酯聚合的催化剂及其制备方法，该催化剂能够用于制备含有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯。

本发明还提供一种使用所述催化剂制备含有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯的方法。在具体实施例中，所述催化剂的用量少，所制备的聚异氰酸酯颜色浅，异氰脲酸酯含量高，粘度低。

为达到以上技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于异氰酸酯聚合的催化剂，其特征在于，所述催化剂的结构式为式I：

其中Y为含羟基的芳杂环化合物的残基。

优选的催化剂选自结构式为式II、III、IV、V的化合物：