一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法与流程

文档序号:18986640发布日期:2019-10-29 04:31阅读:332来源:国知局

本发明属于阻燃胶黏剂领域,具体地说是一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法。



背景技术:

在木工胶聚氨酯胶黏剂应用领域,需要聚氨酯胶黏剂有很好的初粘性能,防止聚氨酯胶黏剂在粘贴pvc膜时在贴膜后由于初粘力不足而引起pvc膜翘起来(俗称翘头),翘头给木工胶聚氨酯胶在贴膜时的应用受到限制,因此具有很好的初粘性能的聚氨酯胶黏剂在木工胶的应用领域很受欢迎。具有良好的初粘需要聚氨酯胶黏剂有很高的内聚能和初期的结晶度,同时还要求聚氨酯胶黏剂有很好的润湿性能。

阻燃多元醇是指分子中带有阻燃元素或者基团的多元醇,一般传统的聚氨酯胶黏剂中应用的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇,这些多元醇一般都是由容易燃烧的石油产物或生物基原料制成的,其本身由于含有大量的碳和氢两种易燃烧的元素,本身没有阻燃效果,燃烧时放出大量的热和有毒的烟雾,影响人们的身体健康和生命安全。目前国家法规要求使用的材料要求阻燃性能,而且阻燃级别要求越来越高,因此增加阻燃性是越来越多的消费者提出的要求。

传统的增加有机材料阻燃性能的方法为添加阻燃剂,要达到一定的阻燃性能添加型阻燃剂的加入量比较大,阻燃性能也不是太好,同时有机材料中添加型阻燃剂有一个缺点是时间久了易迁移出来,降低了阻燃的持久性。而阻燃多元醇,由于本身含有阻燃基团,阻燃基团是连接在分子中的,靠化学键连接,是本质阻燃,阻燃元素存在于分子的结构中,阻燃元素不易迁移出来,能提高阻燃的持久性。

但是目前在木工聚氨酯胶黏剂中使用的聚酯多元醇制备的聚氨酯胶黏剂在应用时初粘力比较弱,而且市场上的聚氨酯胶黏剂使用的聚酯多元醇原料没有阻燃性能,因此需要一种能够提高木工聚氨酯胶黏剂初粘力的阻燃多元醇。



技术实现要素:

本发明提供一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现:

一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,包括如下步骤:

步骤一:准确称取己二酸、己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,催化剂,抗氧剂。氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值和羟值符合标准时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

如上所述的一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,所述的己二酸、己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,催化剂,抗氧剂的质量份数为:

如上所述的一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,所述的步骤三中的标准为酸值≤2mgkoh/g,羟值在35-40mgkoh/g之间。

如上所述的一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,所述的抗氧剂为亚磷酸三苯酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯三者中的任意一种。

如上所述的一种三官能度高内聚能的木工胶用阻燃多元醇的合成方法,所述的催化剂为钛酸四丁酯、二丁基氧化锡二者的任意一种。

本发明的优点是

1、此三官能度阻燃高强度聚氨酯胶黏剂用聚酯多元醇,通过引入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,本身含有三嗪环,具有很高的内聚能,同时可以提高聚酯多元醇的结晶性能,三(2-羟乙基)异氰尿酸酯中含有醚键结构,可以很好的提高聚氨酯胶黏剂的润湿性能,通过引入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯提高了聚氨酯胶黏剂的内聚能、结晶性、润湿性,应用于木工胶黏剂中可以很好的提高聚氨酯胶黏剂的初粘力,防止聚氨酯胶黏剂在粘贴pvc膜时的翘头现象;

2、应用过程中发现阻燃多元醇的阻燃性能比一般的石化聚醚、聚酯多元醇制备的聚氨酯胶黏剂的阻燃性能要好。

3、由于三官能度阻燃高强度聚氨酯胶黏剂用聚酯多元醇官能度比较高,制备的聚氨酯胶黏剂固化后具有优良的力学性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1150g的己二醇,29g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.06g的催化剂,0.09g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例2

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1145g的己二醇,43.5g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.12g的催化剂,0.14g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例3

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1142g的己二醇,58g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.18g的催化剂,0.19g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例4

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1139g的己二醇,72.5g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.24g的催化剂,0.24g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例5

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1134g的己二醇,87g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.3g的催化剂,0.3g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例6

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1130g的己二醇,101.5g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.36g的催化剂,0.35g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例7

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1126g的己二醇,116g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.42g的催化剂,0.41g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例8

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1120g的己二醇,130.5g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.45g的催化剂,0.44g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

实施例9

步骤一:准确称取1730g的己二酸,1117g的己二醇,145g的三(2-羟乙基)异氰尿酸酯,0.5g的催化剂,0.5g的抗氧剂,氮气保护,在140℃的温度下反应1h;

步骤二:升温至150℃,反应1h,再次升温至167℃,反应1h,再次升温至184℃,反应1h,再次升温至201℃,反应1h,再次升温至218℃,反应2h;

步骤三:开启与反应装置相连的真空泵,在2h内缓慢将真空度提高到<-0.096mpa,定期取样检测直到样品的酸值≤2mgkoh/g,且样品羟值在35~40mgkoh/g之间时,降温至180℃,用氮气破除真空,降温至160℃,出料包装既得产品。

验证试验:

选取雅宝rb79型号的阻燃剂作为对照例,对实施例1-9与对比例同步进行检测,选用gb/t12008.3-1989的方法检测羟值,选用gb/t12008.5-1989的方法检测酸值,选用gb/t12008.6-1989方法检测水分,粘度记为锥板粘度,数据如表一所示:

表一

测定表明:与对比例相比,本发明由己二酸、己二醇、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、催化剂、抗氧剂,合成的一种三官能度的阻燃多元醇,酸值≤2mgkoh/g,分子量3000,羟值35~40mgkoh/g。根据测试指标结果,配方工艺设计合理,指标都在要求范围之内,且本发明的羟值、酸值、水分都低于对照例,而初始粘结强度优于对照例。本发明应用于木工聚氨酯胶黏剂中,三(2-羟乙基)异氰尿酸酯含有三嗪环,结构刚性强,内聚能高,含有醚键结构,可以提高聚氨酯胶黏剂的粘结强度、聚氨酯胶黏剂的初粘力,胶黏剂的阻燃性能。

最后应说明的是:本发明的描述中,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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