一种高强度、高光泽度聚氨酯用聚氨酯多元醇及其制备工艺

摘要

本发明涉及一种高强度、高光泽度聚氨酯用聚氨酯多元醇及其制备工艺，属于聚氨酯多元醇及其制备工艺技术领域。包括以下原料：1,4‑环己烷二甲酸、1,4‑环己烷二甲醇，二者的摩尔比为1:1.1～1:2；其中，1,4‑环己烷二甲酸的反式含量大于90%，所述1,4‑环己烷二甲醇反式含量大于等于70%。本发明的聚氨酯多元醇兼具脂肪族材料的弹性、耐黄变及芳香族材料的刚性、强度、耐酸碱、高光泽度等性能，并且制备工艺简单、易于实施和控制、生产效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度、高光泽度聚氨酯用聚氨酯多元醇及其制备工艺，属于聚氨酯多元醇及其制备工艺技术领域。

背景技术

环己烷基团是非平面六元环结构，相比于脂肪族原料，刚性大，从而使用此种多元醇制得的聚氨酯产品拥有良好的强度、耐热、耐腐蚀等性能，而相比于芳香族原料，又具有良好的弹性、耐黄变等性能。因此，1,4-环己烷二甲酸和1,4-环己烷二甲醇兼具脂肪族与芳香族优点的单体原料。

含1,4-环己烷二甲酸和1,4-环己烷二甲醇这两种单体的聚酯多元醇及聚氨酯材料已有相关报道，如专利申请公布号CN 108084413 A所提供的1,4-环己烷二甲酸为主体结构的聚酯多元醇，使用的小分子二元醇为乙二醇，其综合性能与1,4-环己烷二甲醇差距很大；又如专利公布号CN 1950423 A所提供的1,4-环己烷二甲酸所合成的聚酯多元醇，关注点在于如何控制最终聚酯多元醇中1,4-环己烷二甲酸的反式异构体含量，所用小分子醇也没有提及1,4-环己烷二甲醇，而且没有对于这种特殊结构聚酯多元醇性能优势方面的研究。

因此，亟需出现一种能解决上述技术问题的氨酯树脂及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种聚氨酯多元醇，该聚氨酯多元醇兼具脂肪族材料的弹性、耐黄变及芳香族材料的刚性、强度、耐酸碱、高光泽度等性能，并且制备工艺简单、易于实施和控制、生产效率高。

本发明的一种高强度、高光泽度聚氨酯用聚氨酯多元醇，其特殊之处在于包括以下原料：

1,4-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲醇，二者的摩尔比为1:1.1～1:2；

优选的，所述1,4-环己烷二甲酸的反式含量大于90%，所述1,4-环己烷二甲醇反式含量大于等于70%。

本发明的一种高强度、高光泽度聚氨酯用聚氨酯多元醇的制备工艺，其特殊之处在于包括以下步骤：

1、将1,4-环己烷二甲酸和1,4-环己烷二甲醇按照摩尔比1:1.1～1:2加入反应器中，通入氮气；

2、在140℃～225℃反应3～5小时；

3、向反应器中加入催化剂并抽真空；

所述催化剂为有机钛类、有机锆类、有机锡类、有机锑类催化剂中的任意一种；

所述催化剂加入量为30～100ppm；

4、继续缩聚反应2～4小时，得到聚酯多元醇。

本发明采用1,4-环己烷二甲酸和1,4-环己烷二甲醇两种特殊的单体原料制得聚酯多元醇，通过控制投料比，反应时间，真空度等条件得到一定分子量的聚酯多元醇，由于引入了环己烷基团，使材料兼具脂肪族材料的弹性，耐黄变及芳香族材料的刚性，强度，耐酸碱，高光泽度等性能。本发明的制备工艺简单、易于实施和控制、生产效率较高、设备简单，可应用于特殊聚氨酯材料领域，具有重要的应用价值和良好的发展前景。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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

在2000ml的反应器中，分别加入1000g1,4-环己烷二甲酸和900g1,4-环己烷二甲醇，通入氮气，升温至140℃反应2小时，后升温至160℃反应1小时，后升温至180℃反应1小时，后升温至225℃反应1小时，后加入催化剂（本实施例使用钛酸四异丙酯）30ppm，后进行真空操作，真空度控制在200Pa，继续反应3小时，测试酸值小于1后降温出料，经仪器检测分子量为1000。

实施例2

在2000ml的反应器中，分别加入1000g1,4-环己烷二甲酸和800g1,4-环己烷二甲醇，通入氮气，升温至140℃反应2小时，后升温至160℃反应1小时，后升温至180℃反应1小时，后升温至225℃反应1小时，后加入催化剂（本实施例使用钛酸四异丙酯）40ppm，后进行真空操作，真空度控制在100Pa，继续反应4小时，测试酸值小于1后降温出料，经仪器检测分子量为2000。

实施例3

在2000ml的反应器中，分别加入1000g1,4-环己烷二甲酸和720g1,4-环己烷二甲醇，通入氮气，升温至140℃反应2小时，后升温至160℃反应1小时，后升温至180℃反应1小时，后升温至225℃反应1小时，后加入催化剂（本实施例使用钛酸四异丙酯）60ppm，后进行真空操作，真空度控制在100Pa，继续反应6小时，测试酸值小于1后降温出料，经仪器检测分子量为3000。

实施例4

在2500ml三口烧瓶中，分别加入一种现有常规结构的2000分子量的聚酯多元醇与2000分子量的聚碳多元醇，然后加入扩链剂1,4-丁二醇，通入氮气保护，后加入溶剂二甲基甲酰胺与甲苯，温度控制在40-50℃之间，并开启搅拌，搅拌均匀后在三口烧瓶中加入定量的二苯基甲烷-4,4

实施例5

在2500ml三口烧瓶中，加入本实施例2制得的2000分子量的聚酯多元醇、扩链剂1,4-丁二醇，通入氮气保护，然后加入溶剂二甲基甲酰胺与甲苯，温度控制在40-50℃之间，并开启搅拌，搅拌均匀后在三口烧瓶中加入定量的二苯基甲烷-4,4

实施例6

在2500ml三口烧瓶中，分别加入本实施例2制得的2000分子量的聚酯多元醇与现有常规结构的2000分子量的聚酯多元醇，然后加入扩链剂1,4-丁二醇，通入氮气保护，后加入溶剂二甲基甲酰胺与甲苯，温度控制在40-50℃之间，并开启搅拌，搅拌均匀后在三口烧瓶中加入定量的二苯基甲烷-4,4

实施例4-6所制得的聚氨酯1、聚氨酯2、聚氨酯3的力学性能对比数据表如表1所示：

表1：实施例4-6所制得的聚氨酯1、聚氨酯2、聚氨酯3的力学性能对比数据表

实施例7

上述实施例4-6制得的聚氨酯树脂做应用实验。50g树脂中加入2g黑色粉与30g二甲基甲酰胺，搅拌均匀得料液，将料液刮涂在镜面离型纸上，110℃烘干，烘干后再刮涂一层底胶，转移到白色湿法BASE上110℃烘干。烘干后从离型纸上揭下来观察树脂的展色与亮度对比数据如表2所示。

表2：树脂的展色与亮度对比数据表

从表1中可以看出，本发明的聚酯多元醇相比聚碳酸酯多元醇和常规结构聚酯多元醇，有优异的力学性能，其拉伸强度和模量大大超出了现有技术中的聚酯多元醇；从实施例7中可以看到，本发明的聚酯多元醇还有优良的光学性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。