液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种液态、储存稳定、色数低、含碳二亚胺（ＣＤ）和／或脲酮亚胺（ＵＩ）基团的异氰酸酯混合物的制备方法，可由此方法制得的异氰酸酯混合物，以及它们在生产与其它异氰酸酯的混合物和在生产含有异氰酸酯基的预聚物和聚氨酯塑料（优选聚氨酯泡沫材料）中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液态、储存稳定、含碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的 有机异氰酸酯的制备方法
本专利技术涉及一种液态、储存稳定、色数低、含碳二亚胺(CD)和/或脲酮 亚胺(uretonimine)(UI)基团的异氰酸酯混合物的制备方法，可由此方法制得 的异氰酸酯混合物，以及它们在生产与其它异氰酸酯的混合物和在生产含 有异氰酸酯基的预聚物和聚氨酯塑料(优选聚氨酯泡沫材料)中的应用。含有CD和/或UI基的异氰酸酯混合物可简单地通过使用磷杂环戊烯 (phospholine)系列的高效催化剂，特别是氧化磷杂环戊烯(phospholine oxide) 系列的高效催化剂，依据US-A-2,853,473、 US-A-6， 120,699和EP-A-515 933 中的方法来生产。一方面，磷杂环戊烯催化剂特别是氧化磷杂环戊烯催化剂的高催化活 性是人们所期望的，以便在温和的温度条件下开始碳二亚胺化反应，但是 另一方面，至今为止还不知道有什么方法可确保磷杂环戊烯或氧化磷杂环 戊烯的催化作用不受限制地加以有效终止。碳二亚胺化的异氰酸酯往往会 发生后反应，即它们会因为释出C02而释放气体。这将导致例如储罐中压 力增加，特别是在较高温度下。已对寻找终止磷杂环戊烯催化作用的有效手段作了许多尝试。各种终 止剂在例如DE-A-2537685、 EP-A-515933、 EP-A-609698和US-A-6120699 的专利说明书中提及，这些终止剂包括例如酸、酰氯(acid chloride)、氯甲 酸盐、甲硅烷基化的酸和主族元素的卤化物。用酸终止磷杂环戊烯催化剂 不够有效，其中酸也可以例如酰氯的形式存在。依据EP-A-515933的讲述，由磷杂环戊烯催化制备的含有CD/UI的异 氰酸酯混合物用至少与所用催化剂等摩尔量、较佳的是l-2倍摩尔量的例 如三氟甲磺酸三甲基甲硅垸基酯(TMST)来终止。然而，实际上已发现，通 过此方式制备的含有CD/UI的异氰酸酯只限于适用于制备预聚物，即这些 含有CD/UI的异氰酸酯和多元醇的反应产物。相应地由多元醇和CD/UI改性的异氰酸酯制备的反应产物往往会释放出气体，这会导致运输容器中压 力升高，或者是导致在处理这些产物的过程中起泡。这一问题可通过使用甲硅烷基化的酸按照EP-A-515933用较高摩尔当 量比(例如，与催化剂的比例为5:1至10:1)来终止磷杂环戊烯催化剂而得到 避免。但是实际上，随后又发现所得的CD/UI改性的异氰酸酯的色数相当 差。因此，用它们生产的预聚物也同样如此。如果用依据US-A-6120699的三氟甲磺酸型的酸终止磷杂环戊烯催化 剂，结果也是一样。由这些CD/UI改性的异氰酸酯制得的预聚物的色数也 显著地增加。在制备液态、储存稳定、含碳二亚胺(CD)和/或脲酮亚胺(UI)基团的异 氰酸酯混合物中，有时可以观察到所用的异氰酸酯的反应性明显不同，因 此所需的反应时间也明显不同。例如，通过提高反应温度和/或催化剂浓度 (结果是增加终止剂的量)可以抵消反应时间不利地延长。但是，这将涉及到 方法过程和/或安全风险和/或质量问题(例如，色值增加)。因此，本专利技术的目的是提供一种制备液态、储存稳定、浅色、含有碳 二亚胺和/或脲酮亚胺基团的异氰酸酯混合物的简单而又经济的方法，该> 法没有上述的那些缺陷，并且生产出液态、储存稳定、色数低的异氰酸酯 混合物。本专利技术涉及一种制备含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸 酯的方法，其中用磷杂环戊烯类催化剂对一种或多种哈森(Hazen)色数《100 APHA、较佳的是《50 APHA的有机异氰酸酯进行部分碳二亚胺化，然后 终止碳二亚胺化反应，该方法的特征是碳二亚胺化反应在含有至少一个任 选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔 胺存在下进行。依据该方法，所需的反应时间可以縮短或保持较短，和/或 所需的催化剂的量可以减少。在一个具体的实施方式中，可以使用空间位阻仲胺或叔胺，其含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基。 在本专利技术中，空间位阻仲胺或叔胺应理解为是指在与氮原子直接连接的碳 原子上具有至少两个不同于氢的基/取代基的仲胺或叔胺。在依据本专利技术的方法中，可以使用一种含有至少一个任选地被取代和 任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺，或者使用 几种不同的这类仲胺或叔胺的混合物。在本专利技术中，含有至少一个任选地 被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺可 以加入到原料异氰酸酯中，或者在碳二亚胺化过程中加入到反应混合物中。 含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族 烃基的仲胺或叔胺优选以物质即不稀释的形式加入，或者作为母料(例如作 为含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂 族烃基的仲胺或叔胺在原料异氰酸酯或已经碳二亚胺化的异氰酸酯中的溶 液)加入，或者作为在合适的溶剂中的溶液加入。在本专利技术中，哈森色数可依据DIN/EN/ISO 6271-2(草案，2002年9月)，用相对于以水作为参照物、层厚为5厘米的物质进行测量。所使用的测量 设备可为例如Dr丄ange LICO 300光度计。当然，较高色数的有机异氰酸酯也可以用作原料物质。但是，当使用 这些较高色数异氰酸酯时，良好的色值方面的优点没有得到完全利用。本专利技术还涉及可由上述方法得到的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团 的有机异氰酸酯。这些含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯在 室温下是液体，并且取决于CD/UI含量和/或所使用的异氰酸酯，在低温下 (例如，(TC)也是液体。本专利技术还提供依据本专利技术的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的有机 异氰酸酯在制备与其它异氰酸酯的混合物中的应用，以及在制备色数得到 改善的含有异氰酸酯基的预聚物中的应用。最后，本专利技术还提供依据本专利技术的含有碳二亚胺和/或脲酮亚胺基团的 有机异氰酸酯和由它们生产的异氰酸酯混合物和/或色数得到改善的预聚物 在聚氨酯塑料生产中的应用。Hazen色数《100 APHA、优选《50 APHA的任何所需的有机异氰酸酯 都可用作本专利技术方法的原料。但是，依据本专利技术的方法优选用来进行有机 二异氰酸酯的碳二亚胺化，进而用于聚氨酯化学。当然，较高色数的有机异氰酸酯也可以用作原料物质。但是，在此情况下，良好的色值方面的优点不能得到完全利用。合适的异氰酸酯是例如芳族、芳脂族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯和 /或多异氰酸酯。可通过例举的方式提及的脂族和/或脂环族二异氰酸酯的代表是异佛 尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯(在各情况 中，可以使用纯异构体和/或任何所需的异构体混合物)。可通过例举的方式提及的芳脂族二异氰酸酯的代表是苯二亚甲基二异氰酸酯(xylidene-diisocyanate)的各种异构体。芳族二异氰酸酯和多异氰酸酯，例如甲苯二异氰酸酯和二苯基甲垸系 列的二异氰酸酯和多异氰酸酯尤其适用于本专利技术。 具体地，以下异氰酸酯是合适的原料芳族二异氰酸酯，诸如2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、 2,2'-、 2,4，-和/或4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、和这类芳族二异氰酸酯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备含碳二亚胺和／或脲酮亚胺基团的有机异氰酸酯的方法，其中用磷杂环戊烯类催化剂对一种或多种哈森色数≤１００ＡＰＨＡ、较佳的是≤５０ＡＰＨＡ的有机异氰酸酯进行部分碳二亚胺化，然后终止碳二亚胺化反应，其特征在于，碳二亚胺化反应在至少一种含有至少一个任选地被取代和任选地含有杂原子的脂族或脂环族或芳脂族烃基的仲胺或叔胺存在下进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S韦斯霍芬，M施泰因韦格斯，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]