[發明專利]利用硝基苯胺異構體混合物制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法及其產品

有效

• 申請號: 202111321638.1
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN113980239B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 劉德富;宋紅瑋;王仁鴻;張生;劉建文
• 申請（專利權）人: 美瑞新材料股份有限公司;美瑞科技（河南）有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸;胡紅娟

本發明公開了一種利用硝基苯胺異構體混合物制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法及其產品。該方法包括步驟：(1)將硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物，在90?160℃的反應溫度、3?10MPa的氫氣壓力及雷尼鎳催化劑作用下于有機溶劑中反應，得到含有對位、鄰位異構體的苯二胺、環己烷二胺混合物；(2)將步驟(1)所得的二胺混合物以及光氣分別加熱至300?400℃進行氣化，進行光氣化反應后脫除氯化氫、光氣并蒸餾，得到含有對苯二異氰酸酯、鄰苯二異氰酸酯、1,4?環己烷二異氰酸酯、1,2?環己烷二異氰酸酯的異氰酸酯組合物；(3)將步驟(2)得到的異氰酸酯組合物與大分子多元醇、小分子二元醇擴鏈劑混合反應得到熱塑性聚氨酯彈性體。

技術領域

本發明涉及熱塑性聚氨酯彈性體領域，具體涉及一種利用硝基苯胺異構體混合物制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法及其產品。

背景技術

硝基苯胺一般是采用苯胺乙酰化然后再與混酸反應制備(《江蘇理工學院學報》，劉琦琦等，“鄰硝基苯胺的合成研究”)，反應過程的硝化位置對反應溫度敏感，所得產物一般為硝基苯胺異構體混合物，需對產物進行重新分離才能得到對硝基苯胺或鄰硝基苯胺，再分別進行后續利用。

硝基苯胺異構體混合物及其氫化后的混合苯二胺的分離提純一般需要精餾等復雜操作(如公開號為CN107619373A、CN102491905A的專利技術等)，對設備和工藝的要求均較高。

異氰酸酯是一類重要的有機化合物，二異氰酸酯如二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯等廣泛應用于聚氨酯材料合成領域，但常規使用的異氰酸酯一般為純物質，制備過程需要較為復雜的提純分離工作，流程復雜。

發明內容

本發明提供了一種利用硝基苯胺異構體混合物制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法，技術路線簡單，利用未進行異構體分離純化的硝基苯胺原料制備特殊的異氰酸酯組合物，應用于聚氨酯材料的合成，改善制品的動態力學性能、透明性、回彈性、耐黃變、耐熱性等綜合性能，實現了硝基苯胺異構體混合物的直接有效利用。

一種利用硝基苯胺異構體混合物制備熱塑性聚氨酯彈性體的方法，包括步驟：

(1)將硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物，在90-160℃的反應溫度、3-10MPa的氫氣壓力及雷尼鎳催化劑作用下于有機溶劑中反應，得到含有對位、鄰位異構體的苯二胺、環己烷二胺混合物；

(2)將步驟(1)所得的二胺混合物以及光氣(COCl₂)分別加熱至300-400℃進行氣化，進行光氣化反應后脫除氯化氫、光氣并蒸餾，得到含有對苯二異氰酸酯、鄰苯二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、1,2-環己烷二異氰酸酯的異氰酸酯組合物；

(3)將步驟(2)得到的異氰酸酯組合物與大分子多元醇、小分子二元醇擴鏈劑混合反應得到熱塑性聚氨酯彈性體。

本發明采用的硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物為苯胺酰化硝化反應后未分離產物，減少了對原料和產物的分離純化步驟，并使用相對廉價的雷尼鎳催化劑一步加氫得到含有芳香族和脂肪族二異氰酸酯組合物，應用于聚氨酯材料的合成。

在一優選例中，步驟(1)中，所述硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物中，對硝基苯胺和鄰硝基苯胺的質量比為4-9:1。

在一優選例中，步驟(1)中，以所述硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物與所述有機溶劑的總質量為100％計，所述硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物的質量占比為20％-60％。

步驟(1)中，所述有機溶劑優選為環己烷、二氧六環、四氫呋喃、環己胺、二環己胺、異丙醇、乙醇、甲醇、正丁醇、2-丁醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯中的至少一種，進一步優選為乙醇、異丙醇、甲醇中的至少一種。

步驟(1)中，所述雷尼鎳催化劑的質量優選為所述硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物的質量的0.1％-10％，進一步優選為所述硝基苯胺對位和鄰位的異構體混合物的質量的1％-5％。