一种聚氨酯反应促进剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯反应促进剂及其制备方法和应用，属于聚氨酯催化剂领域。本发明专利技术聚氨酯反应促进剂以摩尔比1:1的二羟基化合物和甲基六氢苯酐为原料在90

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯反应促进剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚氨酯催化剂领域，具体涉及一种聚氨酯反应促进剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]双组份聚氨酯涂料属于高端涂料品种，具有优异的硬度、柔韧性、耐水性、耐候性等特征，广泛应用于汽车、轨道列车、工程机械、风电叶片等领域的涂装。双组份聚氨酯涂料的干燥速度和VOC含量是行业普遍关心的重要问题，对于节能减排、提高涂装效率具有重要意义。而使用催化剂是加快聚氨酯涂料干燥速度的主要方案。目前常用的催化剂有有机锡重金属化合物、有机胺化合物等。有机锡化合物对聚氨酯体系具有十分优异的催化效果，但其毒性和及对漆膜耐候性的损伤使其使用受到了限制。有机胺化合物常常表现出强烈的刺激性氨臭味，对生产和使用人员极不友好。有机酸对聚氨酯体系的反应也有显著的催化作用。然而小分子有机酸(乙酸、丙酸等)的挥发性和刺激性较强，大分子有机酸(异辛酸等)则容易影响聚氨酯涂层的硬度、耐水性，因而较少获得应用。
[0003]专利CN109456455B公开了一种聚氨酯催化剂及其制备方法，以及一种聚氨酯喷涂硬质泡沫、一种聚氨酯软质泡沫。该专利所制备的催化剂为大分子有机叔胺类催化剂，难以根除有机胺存在的刺激性胺臭味，且该催化剂的主要效果为催化异氰酸酯和水的反应，以制备更加优异的聚氨酯泡沫材料。专利CN104558468B公开了一种聚氨酯催化剂，该催化剂需要将钠钾化合物与叔胺和/或吡啶类化合物协同作用，显著提高了聚氨酯的反应速度。该催化剂仍以含氮化合物为主体有效催化剂成分，不可避免其刺激性的臭味，对生产及使用人员极不友好。
[0004]因此，开发一种兼具加快聚氨酯涂料的干燥速度，同时能够降低涂料的VOC含量，不影响涂层的硬度和耐化学品性，不含重金属成分，无刺激性味道的环保聚氨酯反应促进剂成为急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种聚氨酯反应促进剂及其制备方法和应用。本专利技术反应促进剂够显著加快聚氨酯的反应速度，改善聚氨酯涂料的干燥速度，同时不影响聚合物耐化学品性和机械性能，降低了VOC排放，不含重金属，环保无刺激气味。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种聚氨酯反应促进剂，所述聚氨酯反应促进剂的制备原料包括二羟基化合物和甲基六氢苯酐。
[0007]本专利技术创造性地提出采用特殊二羟基化合物与甲基六氢苯酐反应制备酸性反应促进剂，用于制备环保的双组份聚氨酯涂料。本专利技术采用二羟基化合物与甲基六氢苯酐反应，使得反应产物同时含有一个羧基和一个仲羟基。本专利技术酸性反应促进剂含有的羧基能够显著加快聚氨酯的反应速度，改善聚氨酯涂料的干燥速度。本专利技术酸性反应促进剂含有
一个仲羟基，可以和多异氰酸酯固化剂反应，使其连接到聚合物的分子链上，不影响聚合物的耐化学品性。本专利技术酸性促进剂含有刚性的环状结构(甲基六氢苯酐提供)，不会降低聚合物体系的硬度等机械性能。本专利技术酸性反应促进剂具有较低的粘度，其作为成膜物质的一部分，提高了聚氨酯涂料的固体份，降低了有机溶剂的用量，减少了VOC的排放。本专利技术酸性反应促进剂不含重金属成分，无任何刺激性气味，能够满足各类严苛的环保要求。
[0008]作为本专利技术的优选实施方式，所述二羟基化合物和甲基六氢苯酐的摩尔比为1:1。
[0009]作为本专利技术的优选实施方式，所述二羟基化合物同时包括伯羟基和仲羟基。
[0010]作为本专利技术的优选实施方式，所述二羟基化合物包括1,2
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丙二醇、1,2
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丁二醇、1,3
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丁二醇、1,2
‑
戊二醇、1,3
‑
戊二醇、1,4
‑
戊二醇、1,2
‑
己二醇、2
‑
乙基
‑
1,3
‑
己二醇中的至少一种。
[0011]专利技术人经过研究发现，同时含有伯羟基和仲羟基的二羟基化合物与甲基六氢苯酐反应按照1:1反应，由于伯羟基反应活性高，与酸酐开环后获得一个羧基，仲羟基得以保留，使得反应产物酸性反应促进剂同时含有一个羧基和一个仲羟基。其中本专利技术酸性反应促进剂含有的羧基能够显著加快聚氨酯的反应速度，改善聚氨酯涂料的干燥速度；仲羟基，可以和多异氰酸酯固化剂反应，使其连接到聚合物的分子链上，不影响聚合物的耐化学品性。上述同时包括伯羟基和仲羟基的不同种类二羟基化合物均可与甲基六氢苯酐反应形成促进剂。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述聚氨酯反应促进剂的粘度为1220
‑
2180mPa
·
s。
[0013]专利技术人经过研究发现，本专利技术制备的酸性反应促进剂具有较低的粘度，其作为成膜物质的一部分，提高了聚氨酯涂料的固体份，降低了有机溶剂的用量，能有效减少了VOC的排放。
[0014]作为本专利技术的优选实施方式，所述聚氨酯反应促进剂的同时含有羧基和羟基。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式，所述聚氨酯反应促进剂的羟基含量为5.9
‑
7％。
[0016]专利技术人经过研究发现，本专利技术制备的得到聚氨酯反应促进剂的羟基含量为5.9
‑
7％，应用于双组分聚氨酯涂料中可以和多异氰酸酯固化剂反应，使其连接到聚合物的分子链上，保证涂料施工后具有符合国标的耐酸、耐碱、耐水和耐汽油性质。
[0017]专利技术提出了一种聚氨酯涂料用酸性反应促进剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例称取二羟基化合物和甲基六氢苯酐；(2)将二羟基化合物和甲基六氢苯酐在90
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120℃下，反应1
‑
5h得到反应促进剂。
[0018]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)中，二羟基化合物和甲基六氢苯酐在100
‑
110℃下，反应2
‑
3h得到反应促进剂。
[0019]专利技术人经过研究发现，二羟基化合物和甲基六氢苯酐在100
‑
110℃下，反应2
‑
3h得到反应促进剂应用于双组分聚氨酯涂料中，涂料的干固速度更快，施工固含量高，降低了有机溶剂的用量，减少了VOC的排放。
[0020]本专利技术提出了一种聚氨酯涂料用酸性反应促进剂在双组分聚氨酯涂料中的应用；所述双组分聚氨酯涂料包括：质量比为2:1的甲组份和乙组分；所述甲组份包括：羟基树脂60
‑
90份、有机溶剂5
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20份、酸性促进剂1
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10份、流平剂0.01
‑
0.1份；所述乙组分包括：多异氰酸酯固化剂30
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60份、有机溶剂40
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70份；所述羟基树脂包括羟基丙烯酸树脂或聚酯多元醇树脂；所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸乙酯、乙酸仲丁酯、乙酸正丁酯、丙二
醇甲醚乙酸酯、甲基异丁基酮中至少一种；所述流平剂包括有机硅流平剂、有机氟流平剂、丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述聚氨酯反应促进剂的制备原料包括二羟基化合物和甲基六氢苯酐。2.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，二羟基化合物和甲基六氢苯酐的摩尔比为1:1。3.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述二羟基化合物同时包括伯羟基和仲羟基。4.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述二羟基化合物包括1,2
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丙二醇、1,2
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丁二醇、1,3
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丁二醇、1,2
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戊二醇、1,3
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戊二醇、1,4
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戊二醇、1,2
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己二醇、2
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乙基
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1,3
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己二醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述聚氨酯反应促进剂的粘度为1220
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2180mPa
·
s。6.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述聚氨酯反应促进剂同时含有羧基和羟基。7.根据权利要求1所述的聚氨酯反应促进剂，其特征在于，所述聚氨酯反应促进剂的羟基含量为5.4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓阳，黎家强，梁伟健，郭逍遥，吴燕如，侯文俊，
申请(专利权)人：清远高新华园科技协同创新研究院有限公司，
类型：发明
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