[发明专利]一种脂环族亚胺类潜固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种脂环族亚胺类潜固化剂及其制备方法和应用。该制备方法包括：在氮气排空空气的环境下，将10‑30重量份的脂环族伯胺和0.5‑5重量份的催化剂A混合搅拌并加热至40‑120℃，然后滴加5‑30重量份的醛/酮类化合物，保温反应6‑15小时；将反应液静置一定时间，去除反应生成的水，过滤回收所述催化剂A，得到粗产品；对粗产品进行常压蒸馏和减压蒸馏相组合的阶梯式变压蒸馏方式回收过量的醛/酮类化合物，同时蒸馏除掉水和其它杂质，得到高纯度的脂环族亚胺类潜固化剂。通过上述方法制备得到的脂环族亚胺类潜固化剂不仅可应用于单组分湿固化聚氨酯体系，可解决聚氨酯体系在湿固化过程中的发泡问题，也可应用于双组分聚氨酯体系等产品中。

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种脂环族亚胺类潜固化剂及其制备方法，属于高分子化学技术领域。

背景技术

近年来，聚氨酯防水涂料、密封胶粘剂等新型聚氨酯材料发展迅速，特别是单组分湿气固化聚氨酯(SPU)材料，原因在于，SPU在使用时不用再额外添加交联剂或固化剂以及其它助剂，即不存在计量误差和各组分混合均匀性的诸多问题，仅依靠空气中的微量水分就可以快速固化，极大地降低了施工难度，所以其应用范围和领域特别广泛。

受限于自身固化机理，异氰酸酯基封端的SPU预聚体在湿气固化过程中会产生CO₂气体，材料表面或内部出现的气孔、气泡等缺陷会严重影响它的使用外观及力学性能。通过添加消泡剂或吸附剂去除CO₂气体效果有限，而且这些材料的加入还会降低SPU材料的使用性和稳定性。而在SPU预聚体中使用潜固化剂能从源头上消除SPU材料中CO₂的生成。其中，(醛)亚胺类潜固化剂的固化机理如以下反应式：

R₁-CH＝N-R-N＝CH-R₁+2H₂O→H₂N-R-NH₂+2R₁CHO

亚胺类潜固化剂在单组分聚氨酯材料中的潜固化过程及使用优势，专利CN107043447A与CN109251292A介绍：亚胺由于两个胺基被隐藏，常温下流动性良好，与SPU混合非常容易，密封无水条件下有较长的储存稳定性；开封使用时亚胺优先与空气中的H₂O反应生成伯氨基，伯氨基再与SPU的异氰酸酯基(NCO基)扩链反应，整个反应过程中无CO₂气体生成，可杜绝SPU材料起泡的发生，同时，材料外观和部分力学性能也有较大改善。

因此，开发适用于SPU体系的潜固化剂成为当前国内外聚氨酯固化剂研发领域的一个热点。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种适用于SPU体系的潜固化剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种脂环族亚胺类潜固化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

在氮气排空空气的环境下，将10-30重量份的脂环族伯胺和0.5-5重量份的催化剂A混合搅拌并加热至40-120℃，然后滴加5-30重量份的醛/酮类化合物，保温反应6-15小时；

将反应液静置一定时间，去除反应生成的水，过滤回收所述催化剂A，得到粗产品；

对所述粗产品进行常压蒸馏和减压蒸馏相组合的阶梯式变压蒸馏方式回收过量的醛/酮类化合物，同时蒸馏除掉水和其它杂质，得到高纯度的脂环族亚胺类潜固化剂。

在本发明的一具体实施方式中，脂环族伯胺为邻二胺甲基环戊烷、甲基环戊二胺、甲基环己二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、异佛尔酮二胺、环己胺中的至少一种。

在本发明的一具体实施方式中，醛/酮类化合物为丙酮、丁酮、戊酮、环己酮、环戊酮、苯乙酮、频呐酮、甲醛、乙醛、丙醛、异丁醛、正丁醛、苯甲醛、水杨醛、糠醛、肉桂醛中的至少一种。