王咏心，黄 琴，佘书鹏 

（广东西顿新材料科技有限公司，广东 韶关 512400）

摘要：采用乙酸正丁酯代替甲苯作溶剂，配制二正丁胺/乙酸正丁酯溶液，水性聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基（NCO） 与二正丁胺/乙酸正丁酯溶液中的二正丁胺反应，然后用标准HCl溶液滴定样品中过量的二正丁胺。与传统（国家标准GB/T 12009. 4- 2016 和行业标准HG/T 2409-1992）的二正丁胺/甲苯溶液法的对比实验表明，本方法测试简便，结果准确，但成功替换掉了易制爆易制毒的甲苯，有效地降低了原料采购和管控成本、使用过程中的安全隐患和对检验人员职业健康的影响。

关键词：异氰酸酯基团含量；甲苯；乙酸正丁酯

引言

水性聚氨酯具有环保、耐高温、耐化学物质、耐磨等优良性能，广泛应用在水性涂料、水性油墨、水性上光油、水性粘 接剂等领域，其在各应用领域的研究越来越广。异氰酸酯基（NCO）含量是反映水性聚氨酯预聚体制备过程中反应程度的重要质量控制指标，同时也是研究水性聚氨酯预聚体合成反应动力学，确定最佳反应工艺的重要指标。故水性聚氨酯预聚体中NCO值测定具有重要意义。

目前 NCO 值的测定方法（国家标准 GB/T 12009. 4-2016^［1］和行业标准 HG/T 2409-1992^［2］）主要采用的是化学分析方法和仪器分析方法，化学分析方法因其操作简便经济，被广泛的应用在水性聚氨酯实际生产过程控制中，有很大的应用价值。化学分析方法测定 NCO 值常见的是采用二正丁胺/甲苯溶液滴定法：将二正丁胺溶于甲苯，预聚体样品溶解后，使二正丁胺与NCO基快速反应，过量的二正丁胺用HCl标准溶液滴定，即可计算得到样品中的NCO基团含量。从表1对比可以看出，乙酸正丁酯相比甲苯而言，安全特性大幅提高，是相对安全的化学溶剂。与传统方法对比，本方法用安全特性高的乙酸正丁酯”替换甲苯，既能减少测试过程中甲苯挥发造成的环境污染和安全隐患，也能减少对测试人员职业健康的影响。同时还有效地降低了原料采购和管控成本。

1 实验

1.1　原 理  

NCO基与二正丁胺反应，过量的二正丁胺用HCl标准溶液滴定。

然后根据如下公式计算得到样品中的NCO值:

式中:c为 HCI标准溶液的浓度,mol/L;V₀为空白二正丁胺溶液消耗 HCl标准溶液的体积，mL；V₁为待测样品/二正丁胺溶液消耗HCI标准溶液的体积,mL；m为用于测试的预聚体的质量，g。

1.2　仪器与试剂

916 型自动电位滴定仪，瑞士万通；ME204E 型分析天平（精度0. 000 1 g），梅特勒。

二正丁胺/乙酸正丁酯溶液的配制：称取 100 g 二正丁胺（精确至 0. 01 g），用 300 mL 乙酸正丁酯溶解，并定容至 1 000 mL；HCl 标准滴定溶液（cHCl≈0. 5 mol/L）的配制：往 500 mL烧杯中加入250 mL水，加入 45 mL浓 HCl，溶解后转移至 1 000 mL 容量瓶中，并加水定容至 1 000 mL。HCl 标准滴定溶液的标定，按国标 GB/T 601-2016 中的 4. 2 条款^［13］规定执行。

1. 3　实验方法 

称取 1. 2~1. 5 g 样品（精确至 0. 000 1 g）于 100 mL 玻璃烧杯中，准确加入二正丁胺/乙酸正丁酯溶液 10 mL，微热并搅拌使预聚体完全溶解。冷却后加入 50 mL 丙酮，在 916 型自动电位滴定仪上，用 HCl 标准滴定溶液（cHCl≈0. 5 mol/L）滴定，记录样品消耗HCl标准滴定溶液的体积V1。做3个平行样。

空白试验：准确移取10 mL二正丁胺/乙酸正丁酯溶液，加入 50 mL 丙酮，在 916 型自动电位滴定仪上，用 HCl 标准滴定溶液（cHCl≈0. 5mol/L）滴定，记录空白消耗 HCl 标准滴定溶液的体积V₀。

2 结果与讨论

2. 1　两种溶剂对样品测试结果的影响 

对异氰酸酯单体原料和水性聚氨酯预聚体样品分别采用二正丁胺/乙酸正丁酯法和二正丁胺/甲苯法进行测定，其中水性 聚氨酯预聚体样品，均从不同产品的生产过程中取样。结果如表2所示。可见，本文采用的二正丁胺/乙酸正丁酯法与二正丁胺/甲苯法结果基本一致（相对偏差小于1%），能够满足测定要求。

2. 2　溶液体系稳定性实验

为了验证溶液在储存过程中实际浓度随时间的变化，防止挥发等因素对浓度产生影响，进而影响生产实践过程中的检测 结果，本文按一定时间间隔测定二正丁胺/乙酸正丁酯溶液和二正丁胺/甲苯溶液的浓度，考察其浓度随时间的变化，结果如表 3所示。可知在 60 d内，摩尔浓度测定结果基本不变（相对标准偏差 RSD 都小于 0. 2%），如图 1所示，可以认为溶液体系的稳定性完全满足样品分析的要求。故确定本实验采用的“二正丁胺/乙酸正丁酯”溶液配60 d内有效。

2. 3　本方法的测试精密度

为了进一步验证乙酸正丁酯/二正丁胺溶液测试的精密度和准确度，将同一个样品重复测试10次，数据如表4所示。其测 试结果精密度好，准确度高。

3 结语

分别采用“二正丁胺/乙酸正丁酯”法和“二正丁胺/甲苯”法，同时测试了异氰酸酯单体（IPDI）原料样品和实际生产的水性聚氨酯预聚体样品的 NCO 基团含量，测定结果基本一致；经过跟踪测试“二正丁胺/乙酸正丁酯”溶液和“二正丁胺/甲苯”溶液60 d内的浓度稳定性，发现两种体系的溶液在60 d以内储存都是稳定的，能够满足实际测试的需要。同时，二正丁胺/乙酸正丁酯溶液用来滴定NCO基团含量的重复稳定性良好。所以乙酸正丁酯完全可以替代甲苯用于生产实践中。

来源：《广州化工》2025年8月第53卷第16期