[发明专利]一种1,5-萘二异氰酸酯预聚物及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种1,5‑萘二异氰酸酯预聚物及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：(1)混合低聚物多元醇和含氯络合剂，然后加入1,5‑萘二异氰酸酯进行预聚反应，得到反应产物；(2)将步骤(1)得到的所述反应产物依次进行密封、冷却和保温，得到1,5‑萘二异氰酸酯预聚物。所述1,5‑萘二异氰酸酯预聚物中NCO基团的质量百分含量为2‑6％。本发明提供的1,5‑萘二异氰酸酯预聚物的制备方法可以抑制预聚物储存过程中的副反应，提升预聚物的稳定性，所述1,5‑萘二异氰酸酯预聚物常温储存时间可以达到6个月以上，70℃下的储存时间可以达到7天以上，可以用于制备聚氨酯弹性体。

技术领域

本发明涉及化工合成领域，具体涉及一种1,5-萘二异氰酸酯预聚物及其制备方法和用途。

背景技术

1,5-萘二异氰酸酯(NDI)具有对称性的刚性芳香族萘环结构，由它合成的聚氨酯(PU)相比于其他聚氨酯具有更为优异的机械性能和物理性能。例如，极好的动态性能，极高的力学性能，杰出的耐切割、耐磨和耐温性等，广泛应用于汽车避震器、叉车承重轮、印染纺织胶辊和胶刮、桥梁建筑缓冲块以及军工等领域。但是NDI熔点高，化学性质极其活泼，由其制得的NDI预聚体稳定性差，需要在预聚体合成后的几小时内立即完成扩链反应，否则NDI预聚体会严重变质，无法使用。由此可见，NDI预聚体的稳定性问题限制了NDI基聚氨酯材料的应用。

CN101861346A公开了一种用存储稳定的1,5-萘二异氰酸酯预聚物生产蜂窝状聚氨酯(PUR)浇注弹性体的方法，该方法通过对反应完成的预聚体急速降温，降低预聚物反应速度，从而提升预聚物的储存时间。但是，该方法对降温的条件要求较高，并且无法从根本上解决因NDI化学性质活泼导致的NDI难以长期存储，预聚体粘度增大以及异氰酸酯基团(NCO)数量下降等问题。

CN105837788A公开了一种稳定的NCO预聚物及其制备方法和用途，该方法通过使用封端剂与NDI反应抑制NDI的化学活性。但是该方法得到的NDI预聚体解封后仍含有大量的封端剂残留，导致弹性体的性能下降。

因此，如何从根本上解决NDI预聚体的稳定性问题，防止预聚体粘度增大以及NCO基团数量下降，是当前需要解决的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种1,5-萘二异氰酸酯预聚物及其制备方法和用途，与现有技术相比，本发明提供的1,5-萘二异氰酸酯预聚物的制备方法可以降低预聚物中的氨基甲酸酯键与剩余的异氰酸酯根的反应能力，防止预聚物在储存过程中NCO基团的含量下降，从而达到稳定储存的目的。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种1,5-萘二异氰酸酯预聚物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)混合低聚物多元醇和含氯络合剂，然后加入1,5-萘二异氰酸酯进行预聚反应，得到反应产物；

(2)将步骤(1)得到的所述反应产物依次进行密封、冷却和保温，得到1,5-萘二异氰酸酯预聚物。

本发明中，首先将低聚物多元醇和含氯络合剂混合，可以使含氯络合剂在低聚物多元醇中充分分散，然后再加入1,5-萘二异氰酸酯，含氯络合剂的加入破坏了氨酯基的氨基与异氰酸酯的羰基间的结合力，可以抑制氨基甲酸酯键和异氰酸酯根之间的反应，避免预聚物在储存过程中NCO基团的含量下降；进一步，本发明通过将反应产物依次进行密封、冷却和保温，为含氯络合剂发挥作用提供了适宜的反应条件，从而达到稳定储存的目的。

本发明中，所述低聚物多元醇进行混合前，首先加热至110-120℃，然后抽真空至0.1MPa并保持2-3h，脱除其中的水分。

本发明中，将所述反应产物中通入氮气，然后进行密封。