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水性聚氨酯树脂合成原料—多异氰酸酯的环保性

2019-05-15

  合成原料之一,常见的多异氰酸酯有芳香族二异氰酸酯和脂肪族或脂环族二异氰酸酯。而多异氰酸酯本身具有很高的毒性,且目前多异氰酸酯是采用光气法合成。光气是一种剧毒危险化合物。单从异氰酸酯原料分析,水性聚氨酯树脂就不能算完全绿色环保产品。当然这样去分析水性聚氨酯可能有失公平,整个聚氨酯行业同样存在这个问题。

  非异氰酸酯合成聚氨酯工艺以及非光气法合成异氰酸酯工艺还处在发展之中。非异氰酸酯路线通常是采用环碳酸酯与胺缩聚,而环碳酸酯可以采用环氧与二氧化碳反应合成,是一种符合绿色环保概念的工艺。采用环碳酸酯合成的聚氨酯与传统聚氨酯结构不同,β位会多出1个羟基,羟基将与氨基甲酸酯形成七元环的分子内氢键,这个氢键可以增加氨基甲酸酯键的强度,提高产品的耐化学性和耐水解性能。

  近年来,生物基五亚甲基二异氰酸酯(PDI)研究成为热点,BASF公司、日本三井化学、科思创都投入了大量人力物力。科思创公司于2015年1月15日宣布了其采用生物技术,以非粮食获得的淀粉糖生物发酵制备赖氨酸,赖氨酸生物脱羧酶催化下制备1,5-戊二胺,而后制备五亚甲基二异氰酸酯(PDI)。科思创其后推出一系列以PDI为原料的水性聚氨酯产品,包括用于水性双组分交联剂。于2015年4月公布首款PDI基础的产品,2016年产能达2万t/a。按照这种概念无需太多研发就可以制备生物基IPDI,淀粉发酵制丙酮是国内早年工业生产丙酮常采用的工艺,完全可以采用生物基丙酮制备异佛尔酮,而后制备生物基IPDI。