[發明專利]一種甲苯二異氰酸酯的分離方法

無效

• 申請號: 201410618116.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104311454A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 朱忠良
• 申請（專利權）人: 朱忠良
• 主分類號: C07C265/14
• 分類號: C07C265/14;C07C263/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 范坤坤

技術領域

本發明涉及一種甲苯二異氰酸酯的分離方法。

背景技術

現有的聚氨酯材料具有改性方便、易加工成型、施工簡便等特性，極其廣泛地應用于各種絕熱、防震、隔音、墊材、包裝和輕度結構等領域。異氰酸酯是聚氨酯工業的重要單體原料，由伯胺光氣化反應制備異氰酸酯的方法在專利中被多次報道，并已經在工業上大規模進行，尤其是芳香族異氰酸酯TDI(甲苯二異氰酸酯)。生成甲苯二異氰酸酯的主反應，其余為反應體系中的一些副反應。其中，有機胺與光氣反應生成氨基甲酰氯是一個快速強放熱反應，反應過程好壞極大程度上取決于混合效果。物料要混合均勻，防止有機胺局部過程過剩，發生副反應。同時，反應產生的氨基甲酰氯和氨基鹽酸鹽會以固體形式析出，可能堵塞反應器。而反應(6)氨基甲酰氯和有機胺反應生成脲被視為甲苯二異氰酸酯收率降低的主要原因。

化學反應動力學研究表明，TDI及TDI氨基甲酰氯與甲苯二胺的反應速率與甲苯二胺濃度的平方成正比。因此，實際生產中采用大量惰性溶劑循環，以降低甲苯二胺的濃度，抑制副反應的生成速率。同時采用光氣過量法加快主反應的進行。另一方面，TDI與甲苯二胺、脲、縮二脲的反應速度都比較快，而同脲和縮二脲的反應在溫度升高時速度有所加快。因為胺與光氣的反應強烈放熱，如不能及時移熱，在不利的反應條件和設備構造情況下，較高的溫度引起副產物脲或焦油的形成增加。為了減少副產物，一般將有機胺和光氣各自溶解于大量的惰性有機溶劑中，在混合設備中進行快速混合。

因為有機異氰酸酯的反應活性很強，異氰酸酯的濃度過高會增加副反應發生的機會，兼顧產量和收率，實際生產中控制異氰酸酯的濃度較低，以減少其與胺及氨基鹽酸鹽的接觸機會，而這一點一般也是通過使用較高溶劑量實現的。惰性溶劑的回收一般采用兩步精餾工藝，在回收大量惰性溶劑時能耗很高。溶劑回收過程的改造和優化對于節能降耗、降低產品生產成本十分重要。

US4,506,040公開了TDI殘渣與含活性氫化合物反應而形成聚合物的方法。然后將聚合物分散在有機溶劑中。加高分子多元醇并去除溶劑，從而在高分子多元醇中制成聚合物分散體。該分散到用來制取聚氨酯產品，包括泡沫和彈性體。

US4,480,081公開了殘渣與一羥基化合物反應后將改性產品與多元醇反應的方法。最終產品為可用于聚氨酯配方的異氰酸酯活性化合物。US4,311,800公開了不溶性高度交聯殘渣與水反應后與醇反應成含羥烷基和尿烷基的可溶性化合物的方法。還可簡單水解成甲苯二胺(TDA)而成為制造TDI的原料后循環。US4,489,177公開了TDI殘渣與多元醇反應成OH值200-700的方法。US3,455,836則公開了將4，4′-亞甲基-雙-(苯基異氰酸酯)加入液態TDI殘渣中的方法。該產品可與含活性氫的物料反應。

德國專利2,846,814說明了TDI殘渣粉碎并用NCO活性化合物處理后分散在脂族多元醇中的方法。分散體用來制造尿烷聚合物。另一德國專利2,942,678則指出，將粉碎殘渣與某些一元醇、二元醇或三元醇混合成含至少2％羥基的混合物；在130℃以上加熱混合物直至均勻后將產物冷卻并粉碎以用作塑料原料。US4,595,709則說明了含尿烷基的多次加成產物制法，其中將TDI蒸餾殘渣與含羥基化合物反應以使NCO/OH當量比低于1.5∶1。產物用來制造阻燃聚氨酯。US4,293,456則建議殘渣直接用作聚氨酯的活性填料以改善機械性能。US4,251,401指出，在多羥基化合物中制成殘渣懸浮體以用作制造聚氨酯時的多元醇成分。德國專利2,846,815建議研磨TDI殘渣后用異氰酸酯活性化合物處理而制成可用作填料或分散劑的活性物料。