CN116751356A - 一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 - Google Patents
一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116751356A CN116751356A CN202310725525.0A CN202310725525A CN116751356A CN 116751356 A CN116751356 A CN 116751356A CN 202310725525 A CN202310725525 A CN 202310725525A CN 116751356 A CN116751356 A CN 116751356A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyisocyanate composition
- diisocyanate
- polyisocyanate
- absorption peak
- groups
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 title claims abstract description 120
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 43
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 29
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims description 26
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 14
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 12
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 8
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims description 7
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical group OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PCHXZXKMYCGVFA-UHFFFAOYSA-N 1,3-diazetidine-2,4-dione Chemical group O=C1NC(=O)N1 PCHXZXKMYCGVFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DFPJRUKWEPYFJT-UHFFFAOYSA-N 1,5-diisocyanatopentane Chemical compound O=C=NCCCCCN=C=O DFPJRUKWEPYFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PJMDLNIAGSYXLA-UHFFFAOYSA-N 6-iminooxadiazine-4,5-dione Chemical group N=C1ON=NC(=O)C1=O PJMDLNIAGSYXLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SNAMIIGIIUQQSP-UHFFFAOYSA-N bis(6-methylheptyl) hydrogen phosphate Chemical compound CC(C)CCCCCOP(O)(=O)OCCCCCC(C)C SNAMIIGIIUQQSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical group NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N urea-1-carboxylic acid Chemical group NC(=O)NC(O)=O AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical group NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobutane Chemical compound O=C=NCCCCN=C=O OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N [cyclohexyl(diisocyanato)methyl]cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1C(N=C=O)(N=C=O)C1CCCCC1 KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- JGCWKVKYRNXTMD-UHFFFAOYSA-N bicyclo[2.2.1]heptane;isocyanic acid Chemical compound N=C=O.N=C=O.C1CC2CCC1C2 JGCWKVKYRNXTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 abstract description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M benzyltrimethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCO BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N caprylic alcohol Natural products CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- -1 sulfuric acid ester Chemical class 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N urethane group Chemical group NC(=O)OCC JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- SCKXCAADGDQQCS-UHFFFAOYSA-N Performic acid Chemical compound OOC=O SCKXCAADGDQQCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002270 exclusion chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003606 oligomerizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical group O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRYQZMHVZZSQRT-UHFFFAOYSA-M tetramethylazanium;acetate Chemical compound CC([O-])=O.C[N+](C)(C)C MRYQZMHVZZSQRT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005028 tinplate Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明提供了一种衍生自脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯中至少一种二异氰酸酯聚合得到的多异氰酸酯组合物,通过凝胶渗透色谱法获得的所述多异氰酸酯组合物的测定谱图中,所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)的比(B)/(A)为0.0001‑0.002。采用所述多异氰酸酯组合物制备得到的涂膜耐UV性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐黄变性能优异的多异氰酸酯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
脂(环)族二异氰酸酯在耐黄变涂层、胶黏剂以及合成树脂等方面因其不可替代的优势而被广泛应用。但脂肪(环)族二异氰酸酯的低蒸汽压限制了其应用的进一步拓展,因此更常见的是将其通过聚合的方式转化为多异氰酸酯组合物,增加加工过程的耐受性,提高官能度和交联度以进一步获得性能优异的产品。
目前,脂(环)族二异氰酸酯单体在催化剂存在下,通过聚合反应制备的多异氰酸酯有异氰脲酸酯、脲二酮及脲基甲酸酯等,特别是具有异氰脲酸酯结构的多异氰酸酯组合物由于具有优异的耐化学性、耐热性、耐候性,被广泛应用于汽车修补漆、清漆、木器漆等高端涂料领域。
作为涉及多异氰酸酯的现有技术文献,例如CN102257026A采用波长为200-600nm的光照射基于(环)脂族二异氰酸酯获得的多异氰酸酯以降低产品色度,但颜色储存稳定性较差,50℃下仅能维持9个星期,根据本发明人的研发经验,其颜色储存稳定性在室温下通常也仅能维持6个月左右。
CN110050008B公开了源自1-尼龙体的多聚体UV吸收峰高度与二异氰酸酯3聚体等效物的UV吸收高度,通过控制两者之间的高度比,可制备耐化学品性能良好的涂膜物性的多异氰酸酯组合物。
EP0377177A1公开了将多异氰酸酯在100至10000ppm重量的过氧化氢混合物中进行蒸馏后处理以控制产品色值,但该方法仅适用于以有机膦作为催化剂使异氰酸酯进行齐聚的方案。
EP0630928A2提出一种制备含有异氰脲酸酯和/或脲醛基的多异氰酸酯的方法,通过催化齐聚以及用过氧羧酸处理齐聚产物以降低颜色指数和提高保质期。该方法的缺点是额外引入的过氧羧酸会保留在产物中,储存过程中会分解产生氧气,从而导致产品氧化颜色变深。
在上述的专利文献技术中,在所得多异氰酸酯组合物的储存时的色度稳定性方面还有改良的余地,同时并未阐述如何制备得到耐UV性能优异的涂膜物性的多异氰酸酯组合物。
因此,本领域亟待开发一种解决多异氰酸酯组合物长期储存过程中色度增长较快的方案,提供在用作涂料固化剂的情况下能够得到耐UV性良好的涂膜物性的多异氰酸酯组合物。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种多异氰酸酯组合物,尤其在于提供一种能够长周期存储的多异氰酸酯组合物,所述多异氰酸酯组合物的存储色度稳定性较好,且采用上述多异氰酸酯组合物作为固化剂制备得到的涂膜耐UV性良好。
本发明人通过对造成含异氰脲酸酯的多异氰酸酯组合物在长周期存储过程中色度增长的原因进行系统性研究,结果发现,多异氰酸酯组合物中所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)比对组合物储存过程中的色度稳定性存在较大的影响,通过调整多异氰酸酯组合物中的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)的比(B)/(A)为0.0001-0.002,得到的多异氰酸酯组合物室温储存过程中色度稳定性优异,且采用上述多异氰酸酯组合物作为固化剂制备得到的涂膜耐UV性能优异,由此完成了本发明。
即,本发明包含以下技术方案:
一方面,本发明提供一种多异氰酸酯组合物,所述多异氰酸酯组合物含有异氰脲酸酯基,在通过凝胶渗透色谱法(GPC)获得的所述多异氰酸酯组合物的测定谱图中,存在所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰和所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰,所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)的比(B)/(A)为0.0001-0.002。
本发明中,所述多异氰酸酯组合物还含有脲二酮基、脲基甲酸酯基、氨基甲酸酯基、亚氨基噁二嗪二酮基、缩二脲基、脲酮亚胺基中的一种或多种。
本发明中,所述多异氰酸酯组合物由脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯单体中的至少一种聚合得到。
所述脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯单体选自四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或一种以上的混合物,优选为六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
本发明中,所述异氰脲酸酯基的具体结构为:
所述脲二酮基的具体结构为:
所述脲基甲酸酯基的具体结构为:
所述氨基甲酸酯基的具体结构为:
所述亚氨基噁二嗪二酮基的具体结构为:
所述缩二脲基的具体结构为:
所述脲酮亚胺基的具体结构为:
其中,虚线代表基团的连接键。
上述的异氰脲酸酯基、脲二酮基、脲基甲酸酯基、氨基甲酸酯基、亚氨基噁二嗪二酮基、缩二脲基、脲酮亚胺基可以通过核磁碳谱进行检测,本发明所述多异氰酸酯组合物中,所述脲二酮基、脲基甲酸酯基、氨基甲酸酯基、亚氨基噁二嗪二酮基、缩二脲基、脲酮亚胺基的含量受异氰酸酯组合物的制备方法及选择性影响,本发明不做特殊限定,可以为由现有方法制备的得到的任意含量,通常情况下其总摩尔浓度低于3%。
本发明中,所述多异氰酸酯组合物中游离二异氰酸酯单体含量低于0.5wt%,优选低于0.3wt%。
本发明中,所述多异氰酸酯组合物的色度低于40Hazen,优选低于30Hazen。
其次,本发明还提供了所述多异氰酸酯组合物的制备方法,所述方法包含以下步骤:
S1:以脂(环)族二异氰酸酯为起始原料,加入三聚催化剂催化反应,达到所需转化率后加入终止剂终止反应,得到反应液;
S2:采用一次薄膜蒸发分离出未参与反应的脂(环)族二异氰酸酯单体,得到中间组分A;
S3:向S2得到的中间组分A中加入酸性物质,然后加热反应得到中间组分B;
S4:将S3得到的中间组分B采用薄膜蒸发器进行第二次分离脱除残留的二异氰酸酯单体,得到最终所述的多异氰酸酯组合物。
本发明中,所述步骤S1中三聚催化剂选自季铵盐、季铵碱中的一种或多种;例如四甲基乙酸铵、四甲基辛酸铵、N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵中的一种或多种。
本发明中,所述催化剂用量基于二异氰酸酯单体质量而言为10-500ppm,优选20-300ppm;
本发明中,所述步骤S1中终止剂为磷酸或含磷酸性酯、含硫酸性酯中的一种或多种,例如磷酸、硫酸二甲酯、对甲苯磺酸中的一种或多种;
本发明中,所述终止剂用量对于催化剂用量为过量的,一般摩尔比控制在1.0-3.0,优选1.1-2.0;
本发明中,所述步骤S1中本领域技术人员可以根据不同的催化剂确定反应温度,反应温度优选40~100℃,例如40℃、60℃、70℃、80℃、90℃,优选60~80℃。
本发明中,所述步骤S2中分离出未参与反应的脂(环)族二异氰酸酯单体的方法没有特别限制,例如通过薄膜蒸发、提取等方式去除未反应的二异氰酸酯单体,当选用薄膜蒸发的方式时,蒸发温度控制在120-180℃,压力为5-100Pa。
本发明中,所述步骤S3中酸性物质为有机酸或无机酸中的任意一种或两种组合,优选硫酸、磷酸、乙酸、对甲苯磺酸、磷酸二异辛酯中的一种或两种组合,相对于一次蒸发后得到的多异氰酸酯组合物中间组分A的质量,酸性物质的加入量为20-200ppm。如加入量过少,则会使产品粘度稳定性变差,加入量过多,则会对下游使用造成影响。
本发明中,所述步骤S3加热的温度为40-120℃,优选为50-90℃;加热的时间为10-120min,优选为30-90min。
本发明中,所述步骤S4薄膜蒸发蒸发温度控制在120-180℃,压力为5-100Pa。
本发明中,控制多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积与示差吸收峰峰面积(A)比的方法,没有特别的限定,只要能够达到控制多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)的比(B)/(A)为0.0001-0.002即可,本发明的控制方法不作为发明点,还可以在产品中通入一定量的潮湿惰性气体,在一个具体的实施方式中,可以直接对S1得到的反应液进行蒸发除去未参与反应的二异氰酸酯单体,得到多异氰酸酯组合物C,再在多异氰酸酯组合物C中通入含有水汽的氮气,得到最终所述的多异氰酸酯组合物。
本发明中,相对于多异氰酸酯组合物质量,水汽的通入量为10-500ppm。惰性气体湿润的方式可以将干燥的惰性气体通过装有纯水的洗瓶来达到湿润的目的,水汽的通入量可以通过计算装有纯水的洗瓶前后质量及尾气收集装置中浓硫酸质量变化来计量。水蒸汽通入量过少,会导致产品粘度稳定性变差,通入量过多,则会导致组合物初始粘度增加,NCO含量下降,这对下游应用会造成不利的影响。对于氮气中水汽的含量,没有特别限制,在此不做限定。
本发明中,控制多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积与示差吸收峰峰面积(A)比的方法,还可以在步骤S1得到的反应液加入碳数1~10的直链或支链一元醇或二元醇,再在80-160℃下热处理10-120min,最终将得到的反应液进行蒸发除去未参与反应的二异氰酸酯单体,得到最终所述的多异氰酸酯组合物;优选地,相对于多异氰酸酯组合物质量,醇的加入量为10-200ppm。另一方面,本发明还提供了一种涂料组合物,其含有前述的多异氰酸酯组合物。
最后,本发明还提供了一种耐UV涂膜,其是由前述的涂料组合物制成的。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供的多异氰酸酯组合物长周期存储色度稳定性良好,采用上述多异氰酸酯组合物作为固化剂制备得到的涂膜耐UV性能优异。
(2)本发明提供的多异氰酸酯组合物制备工艺简单,可以适用于各种助剂体系以及各种异氰酸酯原料体系,即具有广谱性,易于实现工业化。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,本发明所述实施例只是作为对本发明的说明,不限制本发明的范围。
<多异氰酸酯组合物色度的测定>
多异氰酸酯组合物的色度使用BYK-Gardner GmbH/USA色度仪进行测定。
<NCO含有率(NCO%)>
NCO含有率(%)是通过将测定试样中的异氰酸酯基用过量的2mol/L 2N胺中和后,利用1mol/L盐酸进行反滴定而求出的。
<游离异氰酸酯单体含量的测定>
将20mL样品瓶置于数码天平,精密称量1g试样并添加。接着,精密称量0.04g硝基苯(内部标准液),添加至样品瓶。最后,向样品瓶中添加醋酸乙酯9mL,盖上盖。并且,充分搅拌而制成测定试样。在以下的条件下对测定试样进行色相色谱分析,对HDI单体量进行定量。
装置:岛津株式会社制、“GC-8A”
柱:信和化工株式会社制、“Silicone OV-17”
柱烘箱温度:120℃
注射/检测器温度:160℃
<多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)比>
采用GPC对多异氰酸酯组合物进行测定。采用面积归一化对多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与示差吸收峰峰面积(A)进行积分,得到两者的比值。
其中,使用的液相排阻色谱聚体测试条件如下:
GPC设备:Agilent1260
GPC柱子:Pl1113-6520和Pl113-6325(Agilent)
样品浓度:3wt%
流动相:四氢呋喃
检测方法:示差检测器/UV检测器(测定波长254nm)
流速:1ml/min
柱温:35℃
<涂料组合物的耐UV性能>
涂料组合物的制造
以异氰酸酯基/羟基的摩尔比为1.05的方式,将丙烯酸类多元醇(Nuplex Resin公司制、“SETALUX1753”(商品名)、树脂成分浓度70质量%、羟值138.6mgKOH/g)与各多异氰酸酯组合物配混。接着,用乙酸丁酯进行调整以使固体成分为50质量%,得到各涂料组合物。
涂膜的制造
接着,采用100μm刮膜器在洁净的马口铁板制膜,接着,在80℃下热处理60min使其固化得到涂膜。
耐UV性能的评价
将得到的涂膜放置在GOTECH GT-7035 30W型UV老化箱内,在313nm紫外光下照射600h,采用KONICA MINOLTA色差仪测试照射后涂膜的色差△E。
<产品流变粘度的测定>
实施例及对比例中产品的粘度使用Brookfield RC/S流变仪测定,转子型号CC-40,恒温水浴,控制温度在25±0.1℃。剪切率25S-1-250S-1。
<化学原料信息>
HDI:六亚甲基二异氰酸酯,万华化学集团股份有限公司
PDI:五亚甲基二异氰酸酯,三井化学公司
N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵,阿拉丁试剂
异辛醇,阿拉丁试剂
磷酸二异辛酯,阿拉丁试剂
磷酸,阿拉丁试剂
以下实施例旨在说明本发明,但是本发明不限于这些实施例。
实施例1-10
实施例1-4所述多异氰酸酯组合物制备的通用过程如下:
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(HDI或PDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):将步骤2)中得到的反应液采用薄膜蒸发器进行第一次分离,分离温度150℃,分离压力100Pa,得到中间组分A约400g;
步骤4):向步骤3)得到的中间组分A中分别加入20/80/160/200ppm的磷酸二异辛酯,然后在60℃加热30min得到中间组分B;
步骤5):将步骤4)得到的中间组分B采用薄膜蒸发器进行第二次分离脱除残留的二异氰酸酯单体,分离温度为150℃,分离压力为10Pa,得到最终所述的多异氰酸酯组合物。
实施例5-8所述多异氰酸酯组合物制备的通用过程如下:
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(HDI或PDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):将步骤2)中得到的反应液采用薄膜蒸发器进行两次分离,分离温度150℃,分离压力10Pa,得到多异氰酸酯组合物。
步骤4):在步骤3)得到的多异氰酸酯组合物中通入湿润的惰性气体,将干燥的氮气通过装有去离子水的洗瓶后通入到多异氰酸酯组合物中,同时尾气通入到装置浓硫酸的吸收瓶中,从而计算通入到多异氰酸酯组合物中的水含量,水汽通入量(基于多异氰酸酯组合物质量)分别为10/150/350/450ppm,最终得到多异氰酸酯组合物。
实施例9-10所述多异氰酸酯组合物制备的通用过程如下:
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(HDI或PDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):在步骤2)中得到的反应液中加入一定量的正辛醇,在100℃下热处理20min;
步骤4):将步骤3)得到的反应液采用薄膜蒸发器进行两次分离,分离温度150℃,分离压力10Pa,得到多异氰酸酯组合物。正辛醇的加入量(基于步骤2)中反应液质量)分别为50/80ppm。
对比例1-4
对比例1
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(HDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):将步骤2)中得到的反应液采用薄膜蒸发器进行两次分离,分离温度150℃,分离压力10Pa,得到最终多异氰酸酯组合物。
对比例2-3
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(HDI或PDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):将步骤2)中得到的反应液采用薄膜蒸发器进行两次分离,分离温度150℃,分离压力10Pa,得到多异氰酸酯组合物。
步骤4):在步骤3)得到的多异氰酸酯组合物中通入湿润的惰性气体,将干燥的氮气通过装有去离子水的洗瓶后通入到多异氰酸酯组合物中,同时尾气通入到装置浓硫酸的吸收瓶中,从而计算通入到多异氰酸酯组合物中的水含量,水汽通入量分别为5/600ppm,最终得到多异氰酸酯组合物。
对比例4
步骤1):将1000g二异氰酸酯单体(PDI)置于2L四口烧瓶中,氮气保护下升温至60℃,向体系中加入N,N,N-三甲基苄基氢氧化铵的5wt%异辛醇溶液2g(约100ppm),控制反应温度为50-70℃;通过NCO含量监测反应进程;
步骤2):当步骤1)中反应进行至一定转化率时添加磷酸0.01g(约100ppm)使反应终止;
步骤3):将步骤2)中得到的反应液采用薄膜蒸发器进行第一次分离,分离温度150℃,分离压力100Pa,得到中间组分A约400g;
步骤4):向步骤3)得到的中间组分A中加入10ppm的磷酸二异辛酯,然后在60℃加热30min得到中间组分B;
步骤5):将步骤4)得到的中间组分B采用薄膜蒸发器进行第二次分离脱除残留的二异氰酸酯单体,分离温度为150℃,分离压力为10Pa,得到最终所述的多异氰酸酯组合物。
测定所述多异氰酸酯组合物的游离单体含量、色度、粘度、GPC示差及UV吸收峰峰面积。
实施例1-8及对比例1-4的多异氰酸酯组合物的原料、参数及反应结果如表1所示。
表1多异氰酸酯组合物原料、参数及物性
通过上述实施例及对比例中组合物的色度增长数据可以看出,控制多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)比,能够有效提升多异氰酸酯组合物的长周期存储地颜色稳定性,同时能够保证采用多异氰酸酯组合物制备得到涂膜的耐UV性能。
除非特别限定,本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (11)
1.一种多异氰酸酯组合物,其特征在于,所述多异氰酸酯组合物含有异氰脲酸酯基,在通过凝胶渗透色谱法(GPC)获得的所述多异氰酸酯组合物的测定谱图中,存在所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰和所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰,所述多异氰酸酯组合物的UV吸收峰峰面积(B)与所述多异氰酸酯组合物的示差吸收峰峰面积(A)的比(B)/(A)为0.0001-0.002。
2.如权利要求1所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,所述多异氰酸酯组合物还含有脲二酮基、脲基甲酸酯基、氨基甲酸酯基、亚氨基噁二嗪二酮基、缩二脲基、脲酮亚胺基中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,所述多异氰酸酯组合物由脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯单体中的至少一种聚合得到。
4.如权利要求1-3任一项所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,所述脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯单体选自四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯中的一种或一种以上的混合物,优选为六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
5.如权利要求1-4任一项所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,所述多异氰酸酯组合物中游离二异氰酸酯单体含量低于0.5wt%,优选低于0.3wt%;和/或,所述多异氰酸酯组合物的色度低于40Hazen,优选低于30Hazen。
6.如权利要求1-5任一项所述的多异氰酸酯组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:
S1:以脂(环)族二异氰酸酯为起始原料,加入三聚催化剂催化反应,达到所需转化率后加入终止剂终止反应,得到反应液;
S2:采用一次薄膜蒸发分离出未参与反应的脂(环)族二异氰酸酯单体,得到中间组分A;
S3:向S2得到的中间组分A中加入酸性物质,然后加热反应得到中间组分B;
S4:将S3得到的中间组分B采用薄膜蒸发器进行第二次分离脱除残留的二异氰酸酯单体,得到最终所述的多异氰酸酯组合物。
7.如权利要求6所述的多异氰酸酯组合物的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中酸性物质为有机酸或无机酸中的任意一种或两种组合,优选硫酸、磷酸、乙酸、对甲苯磺酸、磷酸二异辛酯中的一种或两种组合,相对于一次蒸发后得到的多异氰酸酯组合物中间组分A的质量,酸性物质的加入量为20-200ppm。
8.如权利要求6所述的多异氰酸酯组合物的制备方法,其特征在于,在步骤S1之后直接对S1得到的反应液进行蒸发除去未参与反应的二异氰酸酯单体,得到多异氰酸酯组合物C,再在多异氰酸酯组合物C中通入含有水汽的氮气,得到最终所述的多异氰酸酯组合物;优选地,相对于多异氰酸酯组合物质量,水汽的通入量为10-500ppm。
9.如权利要求6所述的多异氰酸酯组合物的制备方法,其特征在于,在步骤S1得到的反应液加入碳数1~10的直链或支链一元醇或二元醇,再在80-160℃下热处理10-120min,最终将得到的反应液进行蒸发除去未参与反应的二异氰酸酯单体,得到最终所述的多异氰酸酯组合物;优选地,相对于多异氰酸酯组合物质量,醇的加入量为10-200ppm。
10.一种涂料组合物,其含有权利要求1-5任一项所述的多异氰酸酯组合物或者如权利要求6-9任一项所述的制备方法制备的多异氰酸酯组合物。
11.一种耐UV涂膜,其是由权利要求10所述的涂料组合物制成的。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310725525.0A CN116751356A (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310725525.0A CN116751356A (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116751356A true CN116751356A (zh) | 2023-09-15 |
Family
ID=87954775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310725525.0A Pending CN116751356A (zh) | 2023-06-19 | 2023-06-19 | 一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116751356A (zh) |
-
2023
- 2023-06-19 CN CN202310725525.0A patent/CN116751356A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3190132B1 (en) | Polyisocyanate composition, coating composition, coating film and method for producing same, and humidity stabilization method | |
CN111072917B (zh) | 一种存储稳定的多异氰酸酯组合物及制备方法 | |
KR100948527B1 (ko) | 폴리이소시아네이트 조성물 및 이를 포함한 코팅 조성물 | |
CN107189039B (zh) | 多异氰酸酯组合物、涂料组合物及涂装体的制造方法 | |
CN106905509B (zh) | 多异氰酸酯组合物、涂料组合物以及涂装方法 | |
CN112250835B (zh) | 一种制备无色多异氰酸酯组合物的方法 | |
JP5356300B2 (ja) | アロファネート基含有ブロックポリイソシアネート | |
CN109651279B (zh) | 一种低色度、储存稳定的脂肪族多异氰酸酯的制备方法 | |
WO2020133067A1 (zh) | 一种含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法 | |
CN110050008B (zh) | 多异氰酸酯组合物和涂料组合物 | |
CN109651278B (zh) | 一种多异氰酸酯的制备方法 | |
CN113265037B (zh) | 一种多异氰酸酯组合物及其制备方法和应用 | |
CN114031745B (zh) | 一种无色多异氰酸酯组合物的制备方法 | |
JP5599696B2 (ja) | ブロックポリイソシアネート組成物 | |
CN110790895B (zh) | 一种脂肪族多异氰酸酯组合物、其制备方法及涂料组合物 | |
CN116751356A (zh) | 一种多异氰酸酯组合物、制备方法及其应用 | |
EP2217636B1 (en) | Flexible cycloaliphatic diisocyanate trimers | |
JP2021512978A (ja) | 高固形分含量芳香族ポリイソシアネート | |
CN111303373B (zh) | 一种低色度脲基甲酸酯组合物及其制备方法和应用 | |
JP2001213936A (ja) | ポリイソシアネート含有混合物、その製造方法、2成分塗料材料、物品の被覆方法ならびに被覆された物品 | |
JP5183025B2 (ja) | ポリイソシアネート組成物の製造方法 | |
CN114163609B (zh) | 一种多异氰酸酯组合物及其制备方法、涂料组合物 | |
CN114539508B (zh) | 一种改善水分散性的低粘多异氰酸酯组合物 | |
CN112851908B (zh) | 含有脲二酮基团的多异氰酸酯的制备方法及存储稳定的二异氰酸酯单体 | |
CN113698572B (zh) | 一种多异氰酸酯组合物和制备方法及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |