[发明专利]一种1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物的制备方法

说明书

一种1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物的制备方法。本发明属于聚氨酯预聚物制备领域。本发明是为了解决现有聚氨酯预聚物制备方法存在的技术问题。本发明的方法：步骤1：先将惰性极性有机溶剂和高沸点酯类溶剂混合均匀得到干燥的惰性复合溶剂；步骤2：加入高熔点异氰酸酯加热搅拌至异氰酸酯完全溶解；步骤3：将多元醇真空加热脱水；步骤4：将异氰酸酯均相溶液和预处理后的多元醇通过计量泵泵入管式反应器中进行预聚反应；步骤5：加入稳定剂和抗氧剂，采用高真空分离装置分离出预聚物，用惰性气体封存，得到1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物。本发明的方法降低副反应发生，缩短停留时间，提升生产效率,提高了预聚物的存储稳定性。

技术领域

本发明属于聚氨酯预聚物制备领域，具体涉及一种1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物的制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被广泛应用于轻工、化工、电子、建筑、汽车、纺织、医疗、国防、航空航天等国民生活的各个领域，已成为当前高分子材料中品种最多、用途最广、发展最快的特种有机合成材料。

浇注型聚氨酯弹性体因其灵活多变的结构和便捷的操作性在工业中大规模地使用。通过将聚氨酯预聚物与不同的醇类或胺类扩链剂混合后浇注于特定的模具中，可制得性能各异、满足不同应用需求的制品。

通常合成聚氨酯预聚物的方法是将过量的二异氰酸酯(亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)/甲苯二异氰酸酯(TDI)等)和多元醇(聚酯/聚醚等)混合，在一定的温度下反应，形成异氰酸酯封端的预聚物。异氰酸酯和多元醇反应会快速释放反应热，如果反应温度过高，这种放热作用会促进不期望发生的副反应如形成异氰脲酸酯或碳化二亚胺，从而损害弹性体的性能。对于低熔点的二异氰酸酯，如MDI、TDI等，预聚合反应可以控制在80℃以下，实现均一的液相反应，从而降低副反应发生的几率。而对于高熔点的二异氰酸酯如对苯二异氰酸酯(PPDI)、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯(TODI)和1,5-萘二异氰酸酯(NDI)，特别是NDI，其熔点为127℃，为控制预聚物的NCO含量以及后续的操作性，NDI往往需要过量添加，因此预聚反应需要在超过其熔点的温度下进行，但这种条件下副反应已经相当大程度的发生，会引起预聚物的粘度升高及性能变化，导致难以稳定存储，通常需要在30分钟内完成下一步浇注扩链反应，大大限制了其应用范围。

利用溶剂法制备预聚物可避免预聚反应所经历的高温过程，有利于控制不期望发生的副反应，但对于高熔点的异氰酸酯，特别是NDI体系，其在一般用于溶剂法制备预聚物的惰性酯类溶剂中的溶解度较低，要实现均匀的液相反应，通常需增加溶剂使用量或提高反应温度，这不利于生产效率的提升及预聚物质量的控制。另外，由于NDI的沸点较高，达314℃，在后续分离溶剂和预聚物的过程中，要将部分未反应的NDI单体从预聚物中脱除以提高预聚物的存储稳定性，需要极高的温度和真空度，这一方面对设备要求高，增加投入成本；另一方面过高的处理温度会引起预聚物性能的劣化，同时整个周期相对较长，这对溶剂体系的选择要求较高，否则会使生产效率降低。

对于一般釜式反应操作，反应釜的清洁是影响预聚物生产效率和批次间稳定性的一个重要因素。反应结束排空之后，釜内壁会残留一层NCO封端的预聚物，如不进行彻底清理，新批次的反应原料进入，会在釜内壁形成一层氨基甲酸酯，一方面影响预聚物的品质，另一方面，多批次生产后，此层物质会逐渐增厚，严重影响反应器的热传递，使预聚反应变得难以控制。如每批次彻底清洁，必然导致生产效率低下。

挤出机和管式反应器的连续生产方式可以克服间歇釜式法反应器中物料残留对于后续预聚物品质的影响，提升生产效率，但依旧没能解决预聚反应中面临的高温过程，同时要使聚合流体在短时间内实现大幅度降温，这对设备的温度控制及操作的精确度要求极高，增加了设备的投入成本和管控难度，稍有波动，预聚物的品质和存储稳定性将难以保障。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题，而提供一种1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物的制备方法。

本发明的一种1，5萘二异氰酸酯聚氨酯预聚物的制备方法按以下步骤进行：