一种封闭甲苯-2,4-二异氰酸酯及其制备方法和应用

封闭异氰酸酯是异氰酸酯与各种封闭剂作用产生的衍生物，是一种惰性化合物。它在加热条件下又可以发生分解释放出-NCO基团和相应的封闭剂，释放出来的-NCO基团可以进一步与羟基化合物进行反应生成更稳定的化学键。近年来，由于封闭异氰酸酯的独特反应性，以及环境保护的要求，封闭型异氰酸酯的使用急剧增加，应用领域也越来越广泛。目前，常见的封闭型异氰酸酯的解封温度较高，在实际应用中有一定的困难。虽然有文献表明其初始解封温度较低，但解封的高峰仍在220℃以后，解封温度范围太宽不利于使用。从市场的角度说，合成一种解封温度范围相对较窄且解封温度较低的封闭型异氰酸酯可以有效减少其在体系中的添加使用量，提高其使用效率，降低能耗。

发明内容

本发明的第一个目的在于要解决现有封闭型异氰酸酯的解封温度较高且解封温度范围宽的问题提供一种中温解封、解封温度范围较窄的封闭型甲苯-2,4-二异氰酸酯；第二个目的在于提供一种封闭型异氰酸酯的制备方法，该方法过程简单、操作方便；第三个目的在于还提供上述封闭型异氰酸酯作为交联剂在共混胶黏剂中的应用，该胶粘剂利用率高，减少了胶粘剂的用量，降低了成本。

本发明提供了一种封闭型二异氰酸甲苯酯，具有以下结构：

R包括C1~4烷氧甲酰基；R优选为甲氧基甲酰基；优选为R为对位结构。

本发明还提供了一种如上所述封闭型二异氰酸甲苯酯的制备方法，其特征在于，将甲苯-2,4-二异氰酸酯加入到酚羟基苯甲酸酯溶液中在40~95°C下反应1~6h后蒸出溶剂，即得产物；所述酚羟基苯甲酸酯中的羟基:甲苯-2,4-二异氰酸酯中的异氰基为1.0~1.75:1.0；优选为1.2~1.5:1。

上述制备方法中所述的反应中还加入催化剂二丁基二月桂酸锡；用量不大于于甲苯-2,4-二异氰酸酯摩尔量的1/1000。

上述制备方法中所述的溶剂包括：N,N’-二甲基甲酰胺、丙酮或四氢呋喃。

本发明中封闭甲苯-2,4-二异氰酸酯的制备方法是通过下述步骤完成的：（1）将酚羟基苯甲酸酯溶于极性溶剂N,N’-二甲基甲酰胺、丙酮或四氢呋喃中，得到酚羟基苯甲酸酯溶液；（2）按酚羟基与异氰酸酯基的摩尔比为1.0~1.75:1.0将甲苯-2,4-二异氰酸酯缓慢加入酚羟基苯甲酸酯溶液中，在氮气保护下搅拌升温至40~95°C，搅拌反应1~6h（或者也可以按酚羟基苯甲酸酯与甲苯-2,4-二异氰酸酯总质量的0.1~3.5%加入催化剂二丁基二月桂酸锡，反应1~6h），减压蒸馏出溶剂即得到可中温解封的封闭型甲苯-2,4-二异氰酸酯。

本发明中可中温解封的封闭型甲苯-2,4-二异氰酸酯的制备方法是通过下述路线完成的：

本发明还提供了一种如上所述封闭型二异氰酸甲苯酯的应用，封闭型二异氰酸甲苯酯作为交联剂在共混胶黏剂中的应用。

上述应用中所述共混胶黏剂包括：改性SPI/白乳胶共混胶黏剂、SPI/白乳胶共混胶黏剂、SPI/聚乙烯醇共混胶粘剂、或者白乳胶/聚乙烯醇共混胶粘剂。

本发明的优点：

1、合成的封闭甲苯-2,4-二异氰酸酯解封范围较窄，初始解封闭温度78~90°C，最终解封温度不大于135°C，解封峰顶温度：120~130°C。

2、本发明的制备方法涉及的反应中甲苯-2,4-二异氰酸酯采用一次性加入，不用滴加，工艺简单，操作方便，对设备要求不高，易于工业化生产。

3、该封闭剂作为交联剂，利用率高，减少了交联剂的用量，降低了胶粘剂的成本。