[发明专利]一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂的合成方法

说明书

本发明公开一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂的合成方法，将式B化合物与催化剂搅拌混合后，升温至50℃～110℃，加入式A化合物稀释液，式A化合物和式B化合物进行反应，从而形成式C化合物；其中，式A化合物为，式B化合物为，式C化合物为，其中，式A化合物与非质子溶剂搅拌混合成式A化合物稀释液。该合成方法提高了合成脂肪族聚异氰酸酯的收率，最终产品在固含量约为75%时，检测NCO最高达11.9%，单体含量小于0.5%。

技术领域

本发明涉及固化剂合成领域，具体为一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂的合成 方法。

背景技术

固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质 或混合物。固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等 都有很大影响。化学成膜过程中固化剂组分的-NCO与多元醇组分的-OH反应， 形成交联网状结构，固化剂直接影响涂膜中的交联质量和密度，进而影响涂膜 的性能。

间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)常温下为无色透明液体，是一种脂肪族异 氰酸酯，具有优良的耐候性、色泽稳定性和粘结性，主要用于高档聚氨酯涂料 油漆、眼镜片、软包装、户外密封剂、弹性体、皮革和胶黏剂等。

脂肪族聚异氰酸酯包括XDI的衍生物，主要用于高档聚氨酯涂料油漆，随 着智能手机的高速发展，色彩鲜艳手机外壳广泛使用了脂肪族聚异氰酸酯固化 剂，市场用量也逐年增加。XDI的衍生物的脂肪族聚异氰酸酯，继承了XDI的 优良性能，可作为用于涂料胶粘剂和密封剂的单组份或双组份聚氨酯树脂的固 化剂。

随着脂肪族聚异氰酸酯固化剂用量的增加，单组份或双组份聚氨酯树脂涂 膜中生成的硬段氨基甲酸酯基和脲基数量增加，形成的氢键也随之增加，使分 子间极性提高，导致涂膜硬度增大，附着力提高。由于脂肪族聚异氰酸酯固化 剂的成本较高，脂肪族聚异氰酸酯固化剂影响涂膜表干时间，直接影响涂膜外 观。脂肪族聚异氰酸酯固化剂中残留单体在涂膜中，残留单体的-NCO易与水发 生副反应，生成的CO-滞留在涂膜内，使涂膜中带有气泡，影响涂膜外观和性 能。

目前，脂肪族聚异氰酸酯固化剂存在的问题主要有三个：第一是，脂肪族 聚异氰酸酯固化剂在合成时，由于有较多的副反应，使得脂肪族聚异氰酸酯固 化剂一般是混合物，造成固化剂主组分含量较低；第二是，脂肪族聚异氰酸酯 固化剂一般具有较强的非极性，选用非极性溶剂，使得脂肪族聚异氰酸酯固化 剂亲水性较差，不能直接加水涂装；第三是，脂肪族聚异氰酸酯固化剂残留单 体含量较高，影响由其配制的单组份或双组份聚氨酯树脂的耐水性、耐化学性、 耐磨性以及贮存稳定性。

综上，本领域技术人员亟需一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂的合成方法，既 能解提高脂肪族聚异氰酸酯固化剂主成分含量，还能提高产品的亲水性，同时 能够降低固化剂残留单体含量。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是开发一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂 的合成方法，以解决上述技术问题问题，本发明的技术方案是：

一种脂肪族聚异氰酸酯固化剂的合成方法，

将式B化合物与催化剂搅拌混合后，升温至50℃～110℃，加入式A化合 物稀释液，式A化合物和式B化合物进行反应，从而形成式C化合物；

其中，式A化合物为式B化合物为式C化合物 为

其中，式A化合物与非质子溶剂搅拌混合成式A化合物稀释液。

式A化合物与式B化合物的反应过程可以用如下方程式表示：

式A化合物与式B化合物的反应过程中，可能产生的副产物主要包括式D 化合物和式E化合物，式D化合物为式E化合物为