本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂及其制备方法。
背景技术：
甲苯二异氰酸酯（tdi）在催化作用下可以聚合生成异氰脲酸酯六元环结构（又称三聚体）。由于异氰脲酸酯六元环的存在，其具有官能度高、粘度低、较高热稳定性、耐腐蚀性好等众多优点，同时在异氰脲酸酯环的强吸电子效应作用下，-nco基的反应活性较高，反应速度较快，使得tdi三聚体固化剂在与羟基组分结合时具有快固化、高硬度、易打磨抛光等特点，因此在家具木器漆，如快干型木器亚光漆、亮光漆中都得到广泛的应用。
由于甲苯二异氰酸酯三聚反应是在催化剂的作用下进行的，反应具有不彻底性，在一定程度上都残留了少量未反应的tdi单体。残留的单体不仅会影响产品的的诸多性能，比如储存性、脆性等，而且还会污染环境、危害从业者与消费者人体健康，所以控制甲苯二异氰酸酯三聚体固化剂中的游离tdi单体含量尤为重要。国家标准gb18581‐2009对聚氨酯涂料中的游离tdi含量做出了限制，规定双组份涂料按照施工比例配完后，游离二异氰酸酯(tdi、hdi)含量总和必须小于0.4％，通常固化剂占涂料配方的30％左右，所以固化剂的游离tdi含量必须小于1.2％才能满足国家标准。如果固化剂用量加大，其游离tdi要求更低。
但是现有的固化剂产品中游离tdi含量还偏高，且有效nco值低、固含量、相容性差，难以满足需求。
技术实现要素：
为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂，其固含量为75±2％，nco值为11.0±0.3，游离tdi百分含量不大于0.5％。
进一步地，所述低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯45-55份、乙酸乙酯10-30份、乙酸丁酯10-20份、复合醇5-15份、促进剂0.8-2份、催化剂0.2-0.8份、叔丁胺0.2-0.5份、终止剂1-2份。
进一步地，其由包括以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯50份、乙酸乙酯20份、乙酸丁酯16份、复合醇10份、促进剂1.5份、催化剂0.5份、叔丁胺0.5份、终止剂1.5份。
进一步地，所述甲苯二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯。
进一步地，所述复合醇为1，4-丁二醇和异丁醇，其中1，4-丁二醇和异丁醇的重量比为3:2。
进一步地，所述促进剂为dmp-30，优选为济南昌英化工的dmp-30。
进一步地，所述催化剂为n,n-二甲基苄胺与丁基锡，其中n,n-二甲基苄胺与丁基锡的重量比为1:2-4，所述丁基锡为二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、或马来酸二丁基锡。
本发明中，选择合适的催化剂至关重要，催化剂的种类不但影响产物中的nco值，而且影响着制备条件和生产工艺，不同的催化剂对游离tdi的含量的降低作用不一，有的甚至出现粘度上升快、色深的情况。本发明者们经过多方面研究尝试发现，通过将n,n-二甲基苄胺与丁基锡组合起来作为复配催化剂，同时配伍促进剂，并通过恰当变量复配催化剂中各组分的配方比例以及复配催化剂与其它组分的比例，能有效地降低固化剂中的游离tdi单体含量。
进一步地，所述终止剂为苯甲酰氯、磷酸氢盐、磷酸中的任一种；更优选为磷酸。
本发明还提供上述低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂的制备方法，具体为：
将甲苯二异氰酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯和复合醇放入反应容器中搅拌均匀，加热升温至60℃，保温反应1h；再向上述反应容器中滴加入促进剂、催化剂和叔丁胺，加料时间为2h，加料完毕后加热升温至65℃，保温反应，待nco值降至设定值时，加入终止剂停止反应，最后过滤、包装。
进一步地，加料完毕后进行保温反应时，每隔0.5h检测一次nco值。
本发明所获得的固化剂是各工序及参数相辅相成、共同协同作用的结果，减少工序，降低了成本，产生了预料不到的技术效果。本发明固化剂的固含量为75±2％，nco值为11±0.3，固含量以及nco值大大高于现有的固化剂，游离tdi百分含量不大于0.5％，可达到欧洲标准的无毒级（≤0.5％）。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明工艺操作简单，无需大型设备投资、生产成本低、产品性能完全满足涂料领域的应用，利于健康环保。
（2）本发明的制备方法通过独特的工艺路线、工艺参数、具体用料等的协同组合与选择，使得制得的固化剂的固含量为75±2％，nco值为11.0±0.3，游离tdi百分含量不大于0.5％，而且固化剂相容性好，可以和丙烯酸树脂相容，用于亮光面漆；用于涂料时，漆膜干燥速度快、漆膜硬度高、抗刮伤、柔韧性好。需要说明的是本发明的技术效果是各个步骤技术特征协同作用的总和，各步骤之间具有一定的内在相关性，并非单个技术特征效果的简单叠加。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯50份、乙酸乙酯20份、乙酸丁酯16份、复合醇10份、促进剂1.5份、催化剂0.5份、叔丁胺0.5份、终止剂1.5份；其中，所述甲苯二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，复合醇为1，4-丁二醇和异丁醇的混合物，其中1，4-丁二醇和异丁醇的重量比为3:2；所述促进剂为dmp-30；所述催化剂为n,n-二甲基苄胺与丁基锡，其中n,n-二甲基苄胺与丁基锡的重量比为1:3；所述终止剂为磷酸。
其制备方法，具体为：将甲苯二异氰酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯和复合醇放入反应容器中搅拌均匀，加热升温至60℃，保温反应1h；再向上述反应容器中滴加入促进剂、催化剂和叔丁胺，加料时间为2h，加料完毕后加热升温至65℃，保温反应，待nco值降至设定值时，加入终止剂停止反应，最后过滤、包装。
实施例2
一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯45份、乙酸乙酯10份、乙酸丁酯20份、复合醇5份、促进剂0.8份、催化剂0.2份、叔丁胺0.2份、终止剂1份；其中，所述甲苯二异氰酸酯为2,6-甲苯二异氰酸酯；复合醇为1，4-丁二醇和异丁醇的混合物，其中1，4-丁二醇和异丁醇的重量比为3:2；所述促进剂为dmp-30；所述催化剂为n,n-二甲基苄胺与丁基锡，其中n,n-二甲基苄胺与丁基锡的重量比为1:2；所述终止剂为磷酸。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种低游离单体含量的tdi三聚体亮光固化剂，其由以下重量份的原料制备而成：甲苯二异氰酸酯55份、乙酸乙酯30份、乙酸丁酯20份、复合醇15份、促进剂2份、催化剂0.8份、叔丁胺0.5份、终止剂2份；其中，所述甲苯二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯；复合醇为1，4-丁二醇和异丁醇的混合物，其中1，4-丁二醇和异丁醇的重量比为3:2；所述促进剂为dmp-30；所述催化剂为n,n-二甲基苄胺与丁基锡，其中n,n-二甲基苄胺与丁基锡的重量比为1:4；所述终止剂为磷酸。
制备方法同实施例1。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于：所述催化剂为n,n-二甲基苄胺。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于：所述催化剂为丁基锡。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于：不含有促进剂。
按照国家相关标准，对本发明实施例1-3以及对比例1-3制得的固化剂的技术指标进行检测，测试结果如表1所示。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。