[发明专利]一种二异氰酸酯三聚体的制备方法、催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二异氰酸酯三聚体的制备方法、催化剂及其制备方法。该方法包括以二异氰酸酯为原料，在催化剂的存在下，使所述二异氰酸酯反应生成所述二异氰酸酯三聚体的步骤，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体包括碱土金属盐改性的层状无机硅酸盐材料，所述活性组分包括季铵盐或季铵碱。本发明的制备方法可以获得粘度较低、色度低、储存稳定性好的二异氰酸三聚体产品。

技术领域

本发明涉及一种二异氰酸酯三聚体的制备方法、催化剂及其制备方法。

背景技术

脂肪族或脂环族异氰酸酯类化合物在合成耐黄变涂料、弹性体、胶黏剂等方面有不可替代的优势而被广泛应用。但单体脂肪族或脂环族异氰酸酯的易挥发性使其在应用上有较大的限制。通常通过三聚化反应将其转化为二异氰酸酯三聚体，使得该类化合物的应用更为广泛。但是由于下游施工环境和产品存储环境的多样性以及产品供应的不稳定性，为保证配方和批次的稳定性，往往需要更长保质期的二异氰酸酯三聚体产品，这就对二异氰酸三聚体的色度、存储稳定性提出了更高的要求。

中国专利CN112225857A公开了一种色度稳定的含异氰脲酸酯的多异氰酸酯组合物的制备方法。该专利发现在六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体的制备过程以及HDI三聚体的存储过程中，会有催化剂季铵碱和/或季铵盐及其杂质的残留，HDI三聚体粗品在高温、减压条件下热处理后，由于季铵碱或季铵盐热稳定性差，易热分解产生游离胺等副产物，造成在组合物中引入了游离胺类化合物，而该化合物易被氧化为具有颜色的氧化胺类物质。该专利通过加入磷酸钾盐或钠盐中和上述副产物，降低HDI三聚体产品的色度，提高产品的存储稳定性，但是产品色度还不够低，并且产品粘度较高。

中国专利CN112250835A公开了一种制备无色多异氰酸酯组合物的方法，为避免主催化剂季铵碱和/或季铵盐在高温聚合反应过程中发生分解生成游离胺而影响产品色度，该方法将催化剂的pH调节至弱酸性，再添加至三聚反应体系进行催化反应。该专利中催化剂能够更加稳定存在于反应体系中不发生分解，但是制备得到的HDI三聚体粗品在高温、减压条件下进行热处理时仍然存在催化剂分解产生游离胺进而影响色度的问题，该专利的HDI三聚体产品的色度仍然不够低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺点和不足，提供一种改进的二异氰酸酯三聚体的制备方法，该方法得到的二异氰酸酯三聚体产品色度低、粘度低、储存稳定性高。

本发明同时还提供一种用于上述二异氰酸酯三聚体制备方法的新型催化剂，该催化剂用于上述制备方法时，可以使得二异氰酸酯三聚体产品色度低、粘度低，并且储存稳定性高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种二异氰酸酯三聚体的制备方法，所述制备方法包括以二异氰酸酯为原料，在催化剂的存在下，使所述二异氰酸酯反应生成所述二异氰酸酯三聚体的步骤，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体包括碱土金属盐改性的层状无机硅酸盐材料，所述活性组分包括季铵盐或季铵碱。

在本发明的一些实施方案中，所述层状无机硅酸盐材料选自蒙脱土、蒙脱石、贝得石、皂石和水滑石中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方案中，所述蒙脱石选自绿脱石、锌蒙脱石和锂蒙脱石中的一种或多种的组合。所述绿脱石优选富铬绿脱石。

在本发明的一些实施方案中，所述皂石选自斯皂石和锂皂石中的一种或两种的组合。

在本发明的一些实施方案中，所述层状无机硅酸盐材料的粒径为20-60微米。

在本发明的一些实施方案中，所述碱土金属盐选自碱土金属的氯化盐、硝酸盐中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方案中，所述碱土金属盐选自氯化镁、氯化钙、硝酸镁和硝酸钙中的一种或多种的组合。优选地，所述碱土金属盐为氯化镁、氯化钙。