[发明专利]一种多异氰酸酯组合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种多异氰酸酯组合物，其中三分子聚合物占所述多异氰酸酯组合物质量的60～80％，其含有下述式(Ⅰ)所示异氰脲酸酯三聚体和式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示的亚氨基噁二嗪二酮三聚体本发明可在不使用特殊催化剂的情况下以较高的转化率制备得到低粘多异氰酸酯组合物。

技术领域

本发明提供一种多异氰酸酯组合物及其制备方法。

背景技术

衍生自脂肪族二异氰酸酯的含有异氰脲酸酯的多异氰酸酯组合物由于其耐候性、耐热性优异，因此被广泛应用于汽车、建筑内外饰、家电等的涂料，特别是汽车修补漆、清漆等高端领域。近年来，由于各国政府对环境保护要求日渐严厉，为了能够减少涂料组合物在应用过程中有机溶剂的使用，用作固化剂的多异氰酸酯趋向低粘度化方向发展。

目前已经公开了的用于制备包含异氰脲酸酯结构的低粘多异氰酸酯组合物的方法主要有降低反应转化率以增加低分子聚合物含量和通过改性手段引入低粘改性成分。

在本技术领域，实际应用中所说的异氰脲酸酯型多异氰酸酯通常是指异氰酸酯单体通过三聚反应得到的三分子聚合物(后简称三聚体)、五分子聚合物、七分子聚合物及多分子聚合物(聚合度大于七的聚合物)的混合物。一般来讲，含有单环结构的三聚体的含量越多，多异氰酸酯组合物的粘度越低。

CN107868226A公开了一种窄分布二异氰酸酯三聚体的制备方法，其中通过一种非均相三聚反应制备得到了三聚体含量为65％-90％的低粘多异氰酸酯组合物，但其选用的三聚催化剂为N-烷基化固体催化剂，该催化剂制备过程较为复杂。

US4801663中描述了一种异氰脲酸酯单环结构比例较高的低粘多异氰酸酯组合物，异氰脲酸酯单环聚合物的比例高达70％-75％以上，但其反应转化率只能达到12％-21％，反应的总收率显著降低。该方法需要从最终反应产物中除去大量未反应的单体，大大增加了该方法的成本。

CN1757639A公开了一种含有亚氨基噁二嗪二酮基团的低粘多异氰酸酯的制备方法，其中，对于含有不低于三个NCO基团的脂肪族二异氰酸酯聚合物，亚氨代噁二嗪二酮结构具有最低的粘度，通过引入亚氨代噁二嗪二酮结构，能够降低多异氰酸酯组合物的粘度，但在引入亚氨代噁二嗪二酮结构过程中需要使用(氢多)氟化物作为催化剂，其工业废气中存在较高的HF比例，且催化剂溶液具有腐蚀性。

US5454344A公开了一种多异氰酸酯组合物以及使用其的涂料组合物和粘合剂组合物，其通过控制组合物中异氰脲酸酯环三聚体的含量低于60％及脲二酮二聚体的含量高于10％实现了产品粘度的降低，脲二酮分子量低，自身粘度低，能够有效地降低组合物的粘度，但脲二酮属于线性结构，交联性和热稳定性较差，存在储存过程中单体含量增多的情况。

通过现有技术可知，目前公开的用于制备低粘异氰脲酸酯型多异氰酸酯的技术需要通过引入亚氨基噁二嗪二酮、脲二酮进行改性，或者降低反应转化率或使用特殊催化剂。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种异氰脲酸酯型多异氰酸酯组合物，其不通过降低反应转化率或使用特殊催化剂获取，同时具有较低的粘度。

本发明的另一个目的在于提供一种脂肪族多异氰酸酯组合物的制备方法。

通过进行深入研究，结果发现，在以二异氰酸酯单体为原料进行三聚的过程中加入单异氰酸酯，能够增多体系中三聚体的含量，降低产品的粘度，同时使反应以较高的转化率进行。基于上述发现，完成了本发明。

一种低粘多异氰酸酯组合物，该多异氰酸酯组合物含有由脂(环)族异氰酸酯单体通过三聚反应得到的具有异氰脲酸酯结构的多异氰酸酯，其中，所述多异氰酸酯组合物中三聚体质量占60～80％，所述三聚体除含有式(1)和式(2)所示的二异氰酸酯三聚体之外，还含有下式(Ⅰ)所示的异氰脲酸酯三聚体A和式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示的亚氨基噁二嗪二酮三聚体B、C。