[发明专利]无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用，属于涂料技术领域，该多异氰酸酯固化剂由烯醇或丙烯酸酯对多异氰酸酯改性，再在引发剂作用下发生不饱和双键的共聚，以及封闭剂对剩余的NCO进行封端制备得到，该固化剂解决了传统溶剂型多异氰酸酯固化剂的高污染、气味大、毒性大等问题。

技术领域

本发明涉及一种多异氰酸酯固化剂，属于涂料技术领域，具体的涉及一种无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用。

背景技术

异氰酸酯作为聚氨酯工业的重要原料之一，已有很多不同类型的产品在工业上得到实际的应用，且不断有新产品推出。异氰酸酯单体存在着单体毒性较大，反应活性较高，易与亲核试剂(如水)反应等缺点，使得其在储存和使用过程中对环境设备要求较高。目前，封闭型异氰酸酯是解决这些问题的有效办法之一。封闭型异氰酸酯是指异氰酸酯单体或者含有异氰酸酯基的化合物与含活性氢化合物反应而得的化合物。封闭型异氰酸酯的合成是一个封闭反应和解封闭反应同时存在的可逆反应，封闭反应是使高活性的异氰酸基团在低温(如室温)下失去活性，解封闭反应是使失去活性异氰酸基团在一定条件下重新生成高活性的异氰酸酯基团，理论上而言，凡是含有活泼氢的化合物都可用于异氰酸酯的封闭反应，通过优化具体的反应条件，最终都能用于制备封闭型异氰酸酯。但在实际应用过程中，需要从以下五个方面来选择合适的封闭剂：①封闭反应速率适中且能彻底反应；②解封闭反应速率较高；③解封闭温度较低；④封闭剂及封闭型异氰酸酯水分散性良好，与基体树脂体系有良好的相容性；⑤封闭剂环保、无毒，封闭型异氰酸酯贮存稳定性好。

鉴于：1、大多数封闭型多异氰酸酯固化剂固含量为30～75％，其余部分为酯类、醚类、芳烃类溶剂，在使用过程中产生大量的VOC排放，对环境造成污染；2、常规封闭型多异氰酸酯固化剂为危化品，不利于运输和储存；3、施工过程中，由于大量溶剂挥发，施工环境刺激性大、毒性大，对人体伤害较大。因此需要开发一种无溶剂型的环保多异氰酸酯固化剂。

发明内容

本发明公开了一种无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂及其制备方法与应用，该固化剂解决了传统溶剂型多异氰酸酯固化剂的高污染、气味大、毒性大等问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂，其特征在于，它由烯醇或丙烯酸酯对多异氰酸酯改性，再在引发剂作用下发生不饱和双键的共聚，以及封闭剂对剩余的NCO进行封端制备得到；所述烯醇或丙烯酸酯的质量为无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂的15～40％。

进一步的，其固含量为100％，室温下的粘度为3000～10000mPa·s。

进一步的，所述烯醇包括烯丙醇、2-丁烯醇、1,4-丁烯二醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇、顺-2-戊烯-1-醇、反式-2-己烯醇、3-苯基-2-丙烯醇、1-环己基-2-丁烯醇中的至少一种，所述丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸-β-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-β-羟丙酯或丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯中的一种或一种以上。

优选的，所述烯醇为烯丙醇与3-苯基-2-丙烯醇的混合物，且二者的摩尔比为1:1。此时，制备的固化剂粘度比较低。

优选的，所述丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸-β-羟乙酯与丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯的混合物，二者的摩尔比为2:1。此时，制备的固化剂粘度比较低。

进一步的，所述封闭剂的物质的量为改性多异氰酸酯预聚体中剩余NCO摩尔量的1.0～1.2倍，所述封闭剂包括醇类、苯酚类、丙二酸酯类、己内酰胺、二甲基吡唑或甲乙酮肟类中的一种。其中，改性多异氰酸酯预聚体为与引发剂进一步反应所得产物。

此外，本发明还公开了一种无溶剂封闭型有色多异氰酸酯固化剂的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)制备改性多异氰酸酯单体：取多异氰酸酯、阻聚剂及烯醇或丙烯酸酯在惰性气体保护下反应得到改性多异氰酸酯单体；