[发明专利]一种碳化二亚胺改性多异氰酸酯及其制备方法，及催化剂体系

说明书

本发明涉及一种碳化二亚胺改性多异氰酸酯及其制备方法，及催化剂体系。使用有机锡化合物和/或有机锗化合物，和磷酸酯复配催化剂；所制备的碳化二亚胺改性多异氰酸酯中包含R基团为多异氰酸酯的残基。明显降低含碳化二亚胺、脲酮亚胺基的多异氰酸酯组合物的结晶点，可以保证改性多异氰酸酯在‑15℃储存180天以上不结晶，碳化二亚胺反应时间明显缩短。

技术领域

本发明涉及改性异氰酸酯领域，具体涉及碳化二亚胺改性多异氰酸酯。

背景技术

异氰酸酯可以在一定的条件下缩聚释放CO₂后生成碳化二亚胺(CDI)类衍生物，碳化二亚胺基团可以同异氰酸酯进行加合反应形成脲酮亚胺(UTI)，通过此方法使异氰酸酯中含有CDI和UTI类物质，这种改性异氰酸酯凝固点降低，在常温下呈液态，其良好的储存稳定性有利于长途运输及下游应用，而且由这种改性异氰酸酯制备的制品在耐光、耐燃、耐水解、增加初始强度等性能方面得到一定的改善。专利US2853473A、US5610408A、US6362247B对异氰酸酯的碳化二亚胺化均有报道。

用于制备碳化二亚胺改性异氰酸酯的催化剂主要是磷杂环类催化剂和磷酸酯类催化剂。磷杂环类催化剂催化效力较高，改性异氰酸酯中残留的磷杂环催化剂在运输及储存过程中持续催化NCO所合并产品CO₂，影响产品储存稳定性并带来一定安全风险。磷酸酯类催化剂仅在较高温度下才能催化缩合反应，因此采用磷酸酯类催化剂制造的改性异氰酸酯具有良好的储存稳定性。

碳化二亚胺改性异氰酸酯解决了4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯室温下为固态的问题，然而在冬季使用过程中，仍会出现储存数天析出主要成分为4,4’-MDI的晶体，造成使用困难。结晶后的碳化二亚胺改性异氰酸酯相比于4,4’-MDI存在更难化料的情况，目前仍鲜有对于制造低温条件不结晶的碳化二亚胺改性异氰酸酯的技术报道。

CN104945585A中公开通过加入适量2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的方式制造低温储存稳定的多异氰酸酯组合物。由于2,4’-MDI的化学反应活性与4,4’-MDI存在较大区别，该技术将导致多异氰酸酯组合物整体活性变化而应用下游使用效果。

在保证产品自身组成无明显变化且不改变产品应用性能的前提下，有效降低产品结晶点的方法，相关技术仍未有报道。

发明内容

本发明提供一种碳化二亚胺改性多异氰酸酯及其制备方法，及催化剂体系。本发明的方法能够提升碳化二亚胺改性多异氰酸酯的低温储存性能，降低碳化二亚胺改性多异氰酸酯结晶点，同时缩短产品的生产时间，对产品下游应用性能基本无影响。

为实现以上的技术效果，本发明采用如下的技术方案：

一种碳化二亚胺改性多异氰酸酯，包含以下组分：

(a)多异氰酸酯；

(b)含碳化二亚胺及脲酮亚胺基改性多异氰酸酯；

(c)式I

其中R表示多异氰酸酯的残基。

作为一个优选的方案，所述R表示以下基团中的一种或多种：

作为一个优选的方案，一种碳化二亚胺改性多异氰酸酯，包含以下组分：

(a)多异氰酸酯：65～75wt％，优选65～70wt％；

(b)含碳化二亚胺及脲酮亚胺基改性多异氰酸酯：15～25wt％，优选20～25wt％；

(c)式I5～10wt％，优选8～10wt％；

其中R表示以下基团中的一种或多种：