[發明專利]非光氣制備高純度間苯二亞甲基二異氰酸酯的方法

有效

• 申請號: 202110202259.4
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112574067B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 黃森彪;王敏;廖廣明
• 申請（專利權）人: 富海（東營）新材料科技有限公司
• 主分類號: C07C263/04
• 分類號: C07C263/04;C07C265/14;C07C269/04;C07C271/20;B01J35/10;B01J35/02;B01J31/38;B01J31/04;B01J23/34;B01J23/14;B01J23/06
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及異氰酸酯制備技術領域，具體涉及一種非光氣制備高純度間苯二亞甲基二異氰酸酯的方法。所述的非光氣制備高純度間苯二亞甲基二異氰酸酯的方法，先將間苯二甲胺和碳酸二甲酯在催化劑A作用下進行反應，得到間苯二亞甲基二氨基甲酸甲酯；再將間苯二亞甲基二氨基甲酸甲酯在催化劑B作用下進行分解反應，反應過程中通過氮氣置換對甲醇進行放空，反應結束后進行減壓蒸餾，得到間苯二亞甲基二異氰酸酯；催化劑A為以Lewis酸作為活性組分、以納米SiO₂或TiO₂作為載體的負載催化劑，催化劑B為超細復合氧化物。本發明的制備方法，產品選擇性好、收率高、純度高、無催化劑殘留，提高了產品品質，滿足高端領域的需求。

技術領域

本發明涉及異氰酸酯制備技術領域，具體涉及一種非光氣制備高純度間苯二亞甲基二異氰酸酯的方法。

背景技術

間苯二亞甲基二異氰酸酯（M-XDI），分子式為C₁₀H₈N₂O₂，分子量為188.06，其化學結構式如下：

。

由于異氰酸酯基團和亞甲基相連，所以它屬于一種脂肪族異氰酸酯，比之于常用的芳香族異氰酸酯-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)生成的聚氨酯相比，具有反應快、干燥時間短、不黃變等優點，可以得到硬度高、穩定性好的漆膜，主要用于高檔眼鏡片、高檔聚氨酯涂料油漆、軟包裝、戶外密封劑、彈性體、皮革和膠黏劑等方面。

目前合成異氰酸酯類化合物主要有光氣法和非光氣法，現有光氣法技術主要分為氣相光氣法和液相光氣法。氣相光氣法因為需要高溫高壓，工藝技術難度大，開發應用的比較少。液相光氣法又分為直接光氣法和成鹽光氣法，直接光氣法是將伯胺和光氣直接反應制得相應的異氰酸酯，反應過程易生成脲類副產物；成鹽光氣法反應過程不易生成脲類副產物，因而在制備脂肪族、脂環族異氰酸酯時，通常采用成鹽光氣法。英國專利GB1162155A、GB1146664A和中國專利CN101203488A、CN1045578A、CN102070491A、CN105218422A均公開了成鹽光氣法制備相應的異氰酸酯的方法。

以上光氣法工藝雖然在現有工業中比較普遍采用，但是該工藝類型中使用劇毒性光氣，在使用、運輸和儲存過程中存在很大的危險性，需要采用多種嚴格的安全措施；反應過程中產生大量的氯化氫氣體，對設備具有很強的腐蝕性，生產過程中對設備的要求也特別高，設備使用壽命短，存在多種缺陷或者隱患；此外，氯殘留在產品中也嚴重影響著產品質量。隨著人們環保意識的增強，尋找更加安全、高效和綠色的制造方法來代替光氣法成為異腈酸酯制備技術發展的必然趨勢。

非光氣法制備異氰酸酯的報道也比較多，中國專利CN1590369A公開了以間苯二甲胺、二氧化碳、堿、脫水劑為反應物，在相應的溶劑中制備異氰酸酯，收率65%-87%，選擇性98%。但是該方法需要在高壓條件下進行，還要投入縛酸劑、脫水劑和大量溶劑，成本高，工業化可行性不大。

中國專利CN103351313A、CN102827035A、CN102659632A均公開了三光氣法制備相應異氰酸酯的合成工藝，使用三光氣和相應的胺或胺的鹽酸鹽在催化劑的條件下進行制備異氰酸酯。但是三光氣在反應過程中依然會存在釋放大量腐蝕性的氯化氫氣體，腐蝕設備、污染環境，同時氯殘留在產品中嚴重影響產品質量。