十八烷基异氰酸酯的主要应用

背景及概述^[1]

现有技术十八烷基异氰酸酯的化学合成方法是以十八胺和光气(COCl₂)为原料合成而得。例如用26.9g十八胺和12g光气反应制得十八烷基异氰酸酯。该工艺的缺点是用到国际上严格控制并限制生产和使用的剧毒气体，无论是实验室工作还是工业生产，对反应设备的密封性要求很高，投资也较大，尾气中的光气从环保角度考虑会带来很大的麻烦，在生产上必须多一套生产和储存光气的设备而且过程均存在很大的安全隐患。同时光气作为气体也不方便进行准确计量，尤其当实验室需要少量精确的定量光气，过量使用容易造成副反应。

应用^[2-5]

十八烷基异氰酸酯应用举例如下：

1）制备一种木纤维复合环保纸，其特征在于：先将木纤维用十八烷基异氰酸酯改性，再将高密度聚乙烯20~25份、十八烷基异氰酸酯改性的木纤维0.5~2.0份加入到密炼机中，经密炼至温度达到140~150℃时，再将重质碳酸钙75~80份、无水氯化钙0.3~1.5份、硬脂酸单甘油酯0.2~1.0份、抗氧剂1010为0.05~0.3份加入到密炼机中，经密炼至温度达到170~190℃；然后将密炼后的材料送入挤出机中，挤出熔体经T型模头送入到压延机中，在140~160℃的温度下压延成片材；压延机出来的片材用相对湿度为50~100%的空气冷却至50℃以下；然后将片材送入多辊拉伸机中，片材先预热至110~130℃，经2~5组拉伸，得到需要的环保纸。

2）制备一种发泡PE运动胶带离型剂，所述的离型剂为十八烷基异氰酸酯。上述发泡PE运动胶带离型剂的离型处理方法，步骤如下：(1)离型剂溶液的配制：将十八烷基异氰酸酯溶于有机溶剂中；(2)将步骤(1)制得的离型剂溶液转移至发泡PE运动胶带表面，经热风干燥烘干，收卷即可。本发明采用十八烷基异氰酸酯作为离型剂代替传统的有/无溶剂硅离型剂，避免了必须经过120℃高温使离型剂固化成膜，本发明工艺简单，只需在50℃左右干燥烘干，避免发泡PE运动胶带在高温下伸长变形。

3）制备一种苯砜基干凝胶，采用十八烷基异氰酸酯和砜基材料作为原料，通过回流制成苯砜基疏水性有机化合物，然后制成苯砜基干凝胶。本发明还将苯砜基的干凝胶作为甲醛传感器的敏感材料，构建了一种性能优良的QCM甲醛传感器。本发明制备的苯砜基材料化学性质稳定，疏水性强，其原料价格低廉，且苯砜基材料合成方法简单，所制得的甲醛传感器可以在常温工作，具有灵敏度高、重复性好、性能稳定的优点。

4）制备一种改性有机硅柔软剂，包括以下重量份的原料：硅油精30～45份、乳化剂20～35份、防染剂20～35份、除马骝粉20～26份、十八烷基异氰酸酯15～18份、八甲基四硅氧烷15～18份、柠檬酸12～15份、硅藻土11～14份、聚氧乙烯醚11～14份、软油精8～11份、固色剂8～11份、去离子水50～80份，其使用方法，包括以下步骤：S1：将以上重量份的硅油精、乳化剂、防染剂、十八烷基异氰酸酯、八甲基四硅氧烷、柠檬酸、硅藻土、聚氧乙烯醚、软油精、固色剂和去离子水依次加入混合机中。本发明具有自乳化性能，增进抗拉、抗伸强度、撕破强力，手感良好。

制备^[1]

一种十八烷基异氰酸酯的化学合成方法，以十八胺与双(三氯甲基)碳酸酯为原料，用有机溶剂溶解的十八胺的溶液缓慢滴加到用同一有机溶剂溶解的双(三氯甲基)碳酸酯的溶液中，并维持反应体系的温度为0～5℃，滴加完毕后，先在室温下搅拌0.5～5h，然后升温至35～150℃，并在该温度下反应0.5～10h，反应完全后反应液经后处理得到所述的十八烷基异氰酸酯。其反应方程式为：

投料摩尔比十八胺∶双(三氯甲基)碳酸酯为1∶1/3，溶剂为正己烷，其用量为以十八胺质量计为2mL/g。具体步骤如下：在装有机械搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中加入双(三氯甲基)碳酸酯29.7g(0.1mol)和正己烷(70mL)，开启搅拌，冷却至0～5℃。将十八胺80.7g(0.3mol)的正己烷(90mL)溶液经恒压滴液漏斗以1.5ml/min左右的速度滴入反应体系中，滴加完毕后，在室温下搅拌0.5h后再升温至70℃，并在70-80℃下反应约2.5h。反应结束，通氮气赶氯化氢气体，真空蒸馏回收正己烷后蒸出产品十八烷基异氰酸酯69.4g，收率78.2％。经气相色谱测定产品纯度为98.0％。核磁共振谱(Bruke)：¹HNMR(300MHz，CDCl₃)：δ(ppm)3.28(t，J＝6.68Hz，2H)，1.58-1.63(m，2H)，1.26-1.39(m，30H)，0.89(t，J＝6.32Hz3H)；红外(AVATAR-370)：IRv_max(KBr)：2925，2854，2270，1462，1356，721cm^-1.

主要参考资料

[1] CN200810060191.5一种十八烷基异氰酸酯的化学合成方法

[2] CN201410831362.5一种木纤维复合环保纸的制造方法

[3] CN201410852351.5发泡PE运动胶带离型剂及其离型处理方法

[4] CN201610327868.1苯砜基干凝胶的制备方法及应用

[5] CN201810578928.6一种改性有机硅柔软剂及其使用方法