[发明专利]一种色值稳定的含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种色值存储稳定的含脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法，包括：(1)有机异氰酸酯原料在叔膦催化剂的催化作用下聚合；(2)反应达到设定的转化率后，采用终止剂终止反应；(3)采用适当的分离方式分离除去未参加反应的有机异氰酸酯单体，得到含有脲二酮基团的多异氰酸酯产品；其中，所述叔膦催化剂中二取代基膦的含量基于催化剂的重量≤2000ppm。本发明的方法制备得到的脲二酮多异氰酸酯产品在存储过程中色值稳定，在40℃以下存储6个月色值增加≤5Hazen。

技术领域

本发明属于制备异氰酸酯衍生物的技术领域，具体涉及一种色值稳定的含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法。

背景技术

含有脲二酮基团的异氰酸酯均聚物具有非常低的粘度，因此，其在水性化、低溶剂、高固含量的涂料组合物中作为交联剂组分应用性能比较优异，尤其替代溶剂作为固化剂的稀释剂应用较为广泛。

目前，芳香族、脂肪族或环脂族二异氰酸酯单体在催化存在下，制备含有脲二酮基团的多异氰酸酯的方法是已知的，各种二聚催化剂或催化剂体系的优点和缺点在文献中有详尽的讨论(参照，例如J.Prakt.Chem.336(1994)185-200，EP-A 569804，EP-A572995，US5449775，US8039574，US5502149，US5354834，US4994541，CN01123383.4，CN200310120121.1和US3919195等)。

US4994541中公开了在氮气保护下，异氰酸酯先与助催化剂二元醇反应，然后再在催化剂三正丁基膦的催化作用下反应，达到一定转化率后加入甲苯磺酸甲酯终止，产品通过过氧化物来脱色；过氧化物脱色虽然能够达到降低产品初始色号的目的，但产品存储过程中色号稳定性较差，很快升到比脱色前更高的色号。

CN200810189327.2中公开了提高脲二酮多异氰酸酯存储稳定性的方法，该专利采用如式2中的催化剂(吡啶环上的3位和4位被N原子取代的衍生物)，虽然较前期专利DEA3739 549中采用4-二烷基氨基吡啶制备的产品色号低一些，但由于吡啶环上的共振结构，导致产品存储过程中色号不稳定，色值增加较快。

现有工艺制备的脲二酮多异氰酸酯的主要缺点之一是其在存储过程中色值增加较快，尤其脲二酮多异氰酸酯主要应用于高端涂料领域，这严重影响了脲二酮多异氰酸酯固化剂的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法，采用该方法制备的产品在存储过程中色值稳定，满足下游应用需求。

为了实现本发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的第一个方面，首先提供一种含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)有机异氰酸酯原料在催化剂作用下聚合；

(2)反应达到设定的转化率后，加入终止剂终止反应；

(3)采用适当的分离方式除去未参加反应的有机异氰酸酯单体，得到含有脲二酮基团的多异氰酸酯产品；

其中，所述催化剂为叔膦，控制催化剂中二取代基膦的重量基于催化剂的重量≤2000ppm。

我们惊奇的发现，催化剂中二取代基膦催化生成的产物是导致产品色值不稳定的关键因素，通过控制催化剂中的二取代基膦的量可以大大提升产品的色值存储稳定性，当控制催化剂中二取代基膦的重量基于催化剂的重量≤2000ppm时，分离得到的产品在40℃以下存储6个月色值增加≤5Hazen，基于此我们完成了本发明。

本发明方法中，异氰酸酯原料的制备方法对于本发明方法的实施并不重要，包括可以使用、不使用光气或其他任何方法生产得到的异氰酸酯单体，包括芳香族、脂肪族和/或脂环族的有机异氰酸酯。