技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種作為聚氨酯涂料固化劑的基于二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚體及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)最常用的聚氨酯涂料固化劑的生產(chǎn)方法是采用三羥甲基丙烷與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)生成預(yù)聚體。在預(yù)聚體生產(chǎn)過程中，有未能反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯殘留，由于單體甲苯二異氰酸酯的蒸氣壓相對較高，2，4-甲苯二異氰酸酯在20℃時為1.3＊10^-2mbar；2，6-甲苯二異氰酸酯在20℃時為1.3＊10^-2mbar，且甲苯二異氰酸酯蒸氣毒性較大，必須在預(yù)聚物制備之后將其除去。但是，基于成本考慮一般不希望有這一步驟，而且預(yù)聚體中游離甲苯二異氰酸酯確實(shí)也難以完全除去，故目前市場上的甲苯二異氰酸酯預(yù)聚體仍含有一定量的游離甲苯二異氰酸酯。于是人們開始嘗試以基于蒸氣壓低的二苯基甲烷二異氰酸酯，其20℃時為4.0＊10^-4mbar的相似體系取代基于甲苯二異氰酸酯的體系。

二苯基甲烷二異氰酸酯由于官能度過低、其醋酸酯溶液貯存穩(wěn)定性不佳及與羥基丙烯酸樹脂和醇酸樹脂相容性不佳，不適合直接作為聚氨酯涂料固化劑。

多亞甲基多苯基多異氰酸酯由于顏色較深，也不適合直接作為聚氨酯涂料固化劑。

二苯基甲烷二異氰酸酯預(yù)聚體的合成方法已廣為報(bào)道，通常采用聚醚對二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行加成，例如參見中國專利文獻(xiàn)號CN1724576A中公開的一種基于2，4′-MDI的低粘度聚氨酯預(yù)聚物，中國專利文獻(xiàn)號CN1232555C中公開的一種具有低MDI單體含量的MDI基聚氨酯預(yù)聚物，中國專利文獻(xiàn)號CN100372880C中公開的一種儲存穩(wěn)定的聚氨酯預(yù)聚體及其制備方法，中國專利文獻(xiàn)號CN1878816A中公開的一種脲基甲酸酯改性的穩(wěn)定液體二苯基甲烷二異氰酸酯三聚體及其預(yù)聚物和它們的制備方法，中國專利文獻(xiàn)號CN100368454C中公開的一種新型二苯基甲烷二異氰酸酯的聚合脲基甲酸酯及其預(yù)聚物，以及它們的制備方法，中國專利文獻(xiàn)號CN1256359C中公開的一種無單體的反應(yīng)性聚氨酯粘合促進(jìn)劑等等，這些專利文獻(xiàn)中并沒有提到這些預(yù)聚體是否可作為聚氨酯涂料固化劑，也未提到是否測試了其醋酸酯溶液貯存穩(wěn)定性、與醇酸樹脂及丙烯酸樹脂的相容性等聚氨酯涂料固化劑的基本性能。通常情況下，固化劑與樹脂的相容性指固化劑與樹脂混合均勻后是否清澈透明，清澈透明為相容性良好，出現(xiàn)混濁為相容性不能通過。并且，以上相關(guān)專利文獻(xiàn)均沒有考慮二苯基甲烷二異氰酸酯預(yù)聚體在聚氨酯涂料中的應(yīng)用。

我們按以上專利文獻(xiàn)所提及的方法進(jìn)行二苯基甲烷二異氰酸酯預(yù)聚體的合成，發(fā)現(xiàn)均不能以50％醋酸丁酯溶液的形式穩(wěn)定貯存，大部分預(yù)聚體與醇酸樹脂的相容性不能通過，其中，醇酸樹脂以目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的質(zhì)量較好的意大利SAPICI公司的AP572為例；所有預(yù)聚體與羥基丙烯酸樹脂的相容性均不能通過，其中，羥基丙烯酸樹脂以目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的質(zhì)量較好的德國拜耳公司的DesmophenA450BA/X為例。

另外，中國專利文獻(xiàn)號CN1116327C中公開了一種涂料固化劑：三羥甲基丙烷與蓖麻油進(jìn)行醇解反應(yīng)，醇解產(chǎn)物與4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯反應(yīng)得到涂料固化劑。但由于蓖麻油的顏色再加上高溫醇解，所得產(chǎn)物色澤較深。中國專利文獻(xiàn)號CN1116328C中公開了一種由三羥甲基丙烷與4，2′-及4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯混合物反應(yīng)得到的聚氨酯涂料固化劑，其中，4，2′-二苯基甲烷二異氰酸酯的用量占整個用量的重量百分比為40％～60％。該兩個專利文獻(xiàn)對其醋酸酯溶液貯存穩(wěn)定性進(jìn)行了測試，也考慮過在涂料中的應(yīng)用，但是，以上相關(guān)專利文獻(xiàn)中均未進(jìn)行配漆后施工壽命的測試。