[发明专利]一种聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂

说明书

本发明涉及一种聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂，将特种高分子材料聚醚醚酮应用于聚氨酯固化剂领域，首先合成了直链型聚醚醚酮低聚物，然后聚醚醚酮低聚物参与甲苯二异氰酸酯的聚合制得固化剂，所述固化剂分子结构中含有聚醚醚酮结构，有效的提高了其硬度、柔韧性、耐高温性能、耐酸碱性能，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及到一种聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂，属于有机合成技术领域。

技术背景

聚氨酯固化剂多以双组份的形式与其它树脂搭配使用，通常聚氨酯以固化剂预聚体的形式存在；使用时，将固化剂与羟基树脂两组分混，在常温或高温交联固化成膜。游离异氰酸酯单体对人体的危害主要是致敏和刺激作用，对眼有刺激性，呼吸道吸入后有咳嗽、哮喘症状等。游离异氰酸酯单体是聚氨酯涂料的一项重要的环境指标，随着社会环保意识的不断增强，游离异氰酸酯单体含量被要求的越来越严格。目前去游离单体方法大体分为三种，分子蒸馏法、溶剂萃取法以及化学催化法，其中前两种为物理方法，其优点是处理后的固化剂粘度低便于施工、存储期相对较长以及游离单体去除彻底，但缺点是设备费用昂贵、操作复杂、生产周期长且溶剂消耗量大，国内工业鲜有应用。

中国专利CN201710398490.9公开了一种低游离单体含量的TDI三聚体亮光固化剂，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯45-55份、乙酸乙酯10-30份、乙酸丁酯10-20份、复合醇5-15份、促进剂0.8-2份、催化剂0.2-0.8份、叔丁胺0.2-0.5份、终止剂1-2份；该发明工艺操作简单，无需大型设备投资、生产成本低、产品性能完全满足涂料领域的应用，利于健康环保；该发明的制备方法通过独特的工艺路线、工艺参数、具体用料等的协同组合与选择，使得制得的固化剂的固含量为75±2％，NCO值为11.0±0.3，游离TDI百分含量不大于0.5％，而且固化剂相容性好，可以和丙烯酸树脂相容，用于亮光面漆；用于涂料时，漆膜干燥速度快、漆膜硬度高、抗刮伤、柔韧性好。

但是现存固化剂配制的聚氨酯涂料完全固化后，存在硬度和柔韧性很难同时兼顾、阻燃性能差、耐腐蚀性差、耐酸碱性能差的缺点。聚醚醚酮是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元结构的聚合物，属于特种高分子材料，具有耐高温湿热性、耐水蒸汽性、耐腐蚀性、耐老化性、抗辐射性和自阻燃性能，是一类半结晶状高分子材料，其拉伸强度为132～148MPa，可用作耐高温阻燃材料、耐腐蚀材料、抗辐射材料和电绝缘材料，本发明拟将聚醚醚酮应用于聚氨酯固化剂领域。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的旨在提供一种聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂。

本发明提供以下技术方案，一种聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂，其特征在于，按重量份数计，所述的聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂，其制备方法包括如下步骤：

(1)聚醚醚酮低聚物的合成：通氮气条件下，在反应釜中加入18-25份二元酚类、13-18份4,4′-二氟二苯甲酮、6-9份碳酸钾、60-80份偶极溶剂、16-25份低极性溶剂，搅拌并加热至120-140℃,反应过程中通过分水装置不断除去反应中产生的水和盐，120-140℃保温反应1-2h，将反应体系升温至170-180℃保温聚合3-5h，即得聚醚醚酮低聚物溶液备用；

(2)醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂的合成：首先将0.05-0.1份催化剂、0.03-0.05份促进剂、3-8份有机溶剂加入到混合釜中搅拌分散均匀，得滴加液Ⅰ备用；在氮气保护下，在反应器中加入(1)中20-30份聚醚醚酮低聚物溶液、40-60份甲苯二异氰酸酯、12-25份有机溶剂，开启搅拌将物料搅拌均匀，加热至50-80℃反应2-3h后；然后逐滴滴加Ⅰ，0.5h滴加完毕，滴加完毕后50-80℃继续反应2-4h，反应过程中每0.5h测量体系-NCO百分含量，当体系达到目标-NCO百分含量为9％-6％后，立即降温至20℃，加入0.1-0.3份抗氧化剂，即得聚醚醚酮低聚物改性聚氨酯固化剂；

所述的二元酚类为对苯二酚或邻甲基对苯二酚中的至少一种。