[發明專利]一種制備異佛爾酮二異氰酸酯的方法

有效

• 申請號: 201810275417.7
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108299240B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李學兵;于培;王忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C07C265/14
• 分類號: C07C265/14;C07C263/04;C07C263/20;B01J29/44
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明屬于合成方法，具體的說是一種碳酸二甲酯法制異佛爾酮二異氰酸酯(簡稱IPDI)的方法。具體的說是將IPDC、磷酸三苯酯、乙酸錳和負載型核殼結構分子篩催化劑加以攪拌使四者混合均勻，而后再減壓蒸餾，即得到收率為98?100％的IPDI。本發明通過核殼結構分子篩中分子篩表面孔道的擇形效應篩選甲醇進入內核被活性金屬原位分解而阻止了IPDI的進入被內核金屬分解，因此縮短了傳統的工藝流程，操作簡單，條件溫和，收率較高，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于合成方法，具體的說是一種碳酸二甲酯法制異佛爾酮二異氰酸酯(簡稱IPDI)的方法。

背景技術

3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯俗稱異佛爾酮二異氰酸酯(簡稱IPDI)。IPDI最早是1960年德國的赫斯公司開發出的一種新型的、通用性的脂肪族二異氰酸酯，它幾乎與所有樹脂以及所有溶劑都相溶，具有相對分子質量大、毒性小、耐受性好、不易泛黃、價格適宜、使用年限較長等優點。同時由于-N＝C＝O具有很高的反應活性，因此IPDI的應用非常廣泛，除聚酯工業上用作交聯劑、耦合劑、羥基化穩定劑，在涂料、殺蟲劑、除草劑、粘結劑等方面也常常用到；一般用于制造高檔的聚氨酯膠黏劑；是復合推進劑的聚氨基甲酸酯粘合劑所需羥基預聚物(即聚丙烯乙二醇)的固化劑。國內市場對聚氨酯材料需求量很大，預計在未來的幾年仍將穩定增長。

目前，全世界IPDI產品85％以上在美國和西歐生產，其中德固賽公司產量最大，占全世界75％以上的市場份額，其次為拜耳、羅地亞和巴斯夫。德固賽公司分別采用尿素法和光氣化法技術在西奧多工廠和赫爾恩工廠生產IPDI，優勢在于其是同時擁有異佛爾酮腈、IPDA生產的工廠；羅地亞公司在得克薩斯自由港工廠采用光氣化法生產IPDI；巴斯夫在德國施瓦茲海德工廠采用非光氣尿素法工藝生產IPDI。雖然全世界85％以上的IPDI生產仍采用光氣化法，但近年來，非光氣化法合成路線的研究和生產已經取得了進展，實現了工業化生產。

國內企業到目前為止還沒有IPDI的規模化生產裝置，上海、湖北等地曾采用丙酮經縮合、加成、加氫制得IPDA，再經光氣化反應后制得IPDI的工藝，現已完成試驗室階段工作，其后3步收率分別為70％、80％、90％。煙臺萬華在引進國外關鍵設備的基礎上，用光氣法建成年產3000t的IPDI生產裝置。同時正在進行碳酸二甲酯法制備IPDI循環工藝的研究。

目前世界上85％以上的IPDI是通過光氣化法生產的，具有流程短，收率高，原料成本低的優勢。但在生產過程中存在以下問題：(1)光氣是劇毒氣體，存在安全隱患；(2)副產氯化氫造成嚴重的環境污染；(3)設備腐蝕嚴重；(4)產品中含有少量的水解氯，影響產品的應用性。最近有一些公司用尿素法來生產IPDI，收率尚可，是一種很有前途的非光氣法生產IPDI的工藝，在市場上有一定的競爭能力，但對設備的要求高，需要較高的溫度，操作比較困難，副產物沸點高，比較難分離與回收。碳酸二甲酯法具備綠色化學所要求的特征，原料毒性以及其他輔料的使用上有很大的優勢，成為了今后IPDI技術改進的研究重點。該方法存在的問題是目標產物IPDI易與副產物甲醇復合，如何分離IPDI與甲醇是研究難點，目前有公司利用分子篩膜原位分離甲醇來提高IPDI的收率。相信只要碳酸二甲酯法中目標產物IPDI的收率能進一步提高，會逐漸取代目前的光氣化法。

發明內容

鑒于目前碳酸二甲酯法制IPDI過程中存在的甲醇分離的研究難點，本發明目的在于提供一種碳酸二甲酯法制異佛爾酮二異氰酸酯(簡稱IPDI)的方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種制備異佛爾酮二異氰酸酯的方法，將IPDC、磷酸三苯酯、乙酸錳和催化劑加以混合，攪拌使四者混合均勻，而后于270-300℃,壓力為1-5kPa下減壓蒸餾，即得到收率為98-100％的IPDI。

所述攪拌溫度為40-60℃，攪拌時間為20-40min。

所述攪拌溫度為50-60℃，攪拌時間為30-40min。