制备脂族异氰酸酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备脂族异氰酸酯的方法。更具体地，本发明专利技术涉及一种高纯度异氰酸酯的制备方法，该方法可以有效地回收未反应的材料并将其再循环至反应步骤，并减少分离反应物时消耗的能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备脂族异氰酸酯的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0069825号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。本专利技术涉及一种制备脂族异氰酸酯的方法。更具体地，本专利技术涉及一种高纯度脂族异氰酸酯的制备方法，该方法可以有效地回收在光气化反应期间产生的未反应的材料并将其再循环至反应步骤，从而减少分离反应物时消耗的能量。
技术介绍
虽然苯二亚甲基二异氰酸酯(xylylenediisocyanate(XDI))含有芳香环，但被分类为脂族异氰酸酯，并且它是一种对诸如在化学工业、树脂工业和涂料工业领域中的基于聚氨酯的材料、基于聚脲的材料或基于聚异氰脲酸酯的材料等的原料非常有用的化合物。通常，当合成脂族异氰酸酯时，会产生许多副反应，因此，它是通过与无水盐酸或碳酸反应形成盐并将其与光气反应的方法制备的。例如，XDI是通过使苯二亚甲基二胺(xylylenediamine(XDA))与无水盐酸反应形成胺盐酸盐并将其与光气反应而制备的。更具体地说，在现有技术中，脂族异氰酸酯(如XDI)是通过使液体原料胺(例如，含XDA的溶液)与无水盐酸反应形成XDA-HCl盐，并将其加热至100℃以上的高温，然后引入气相光气进行气液反应而制备的。这样，由于形成脂族异氰酸酯的反应是代表性的吸热反应，因此在高温加热下进行反应，并且在反应过程中需要连续加热和维持高温以提高产率。然而，由于脂族异氰酸酯(如XDI)通常具有高的氨基反应性，因此在光气化反应期间产生许多副反应，并且通过副反应形成的杂质影响形成聚氨酯树脂的反应，从而引起树脂质量劣化。如上所述，由于在脂族异氰酸酯的制备过程中需要保持高温，并且所产生的脂族异氰酸酯(如XDI)具有高反应性，因此人们越来越关注因产物的热变性而引起的副反应的产生或副产物的产生，并因此在纯化过程中经常产生高负荷。
技术实现思路
【技术问题】本专利技术的目的是提供一种制备高纯度脂族异氰酸酯的方法，该方法可以在反应的后期有效地分离和回收未反应的材料并将其再循环至反应步骤，从而减少分离反应物时消耗的能量。【技术方案】因此，本专利技术的一个方面提供了一种制备脂族异氰酸酯的方法，包括以下步骤：通过在溶剂存在下使脂族胺与光气反应来进行光气化反应；在光气化反应步骤的反应混合物中分离作为产物的脂族异氰酸酯，并将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物送至冷凝器进行冷凝；将冷凝的混合物送至洗涤器，以将氯化氢排放至上段，并将未反应的光气和溶剂分离至下段；将分离出的未反应的光气和溶剂送至蒸馏塔，以将未反应的光气回收至上段，并将溶剂分离至下段；和将回收的未反应的光气引入光气化反应步骤中，并将分离至下段的溶剂送至所述洗涤器。【有益效果】根据本专利技术，可以从在光气化反应后以混合物形式排出的未反应的材料、溶剂和反应产物中有效地回收未反应的材料，并再循环至反应步骤，从而显著减少分离反应物时消耗的能量。附图说明图1示出了在根据本专利技术的一个实施方式的制备脂族异氰酸酯的方法中使用的设备。具体实施方式本文所使用的术语仅是为了解释特定的实施方式，而并不意欲限制本专利技术。除非明确指出或从上下文显而易见这并非意图，否则单数表达包括其复数表达。如本文所使用的，术语“包括”、“配备”或“具有”等旨在表示存在实践的特征、数字、步骤、构造要素或其组合，并且它们并不旨在排除以存在或增加一个或多个其他特征、数字、步骤、结构要素或其组合的可能性。尽管可以对本专利技术进行各种修改，并且本专利技术可以具有各种形式，但是下面将详细说明和解释具体示例。然而，应当理解，这些并不旨在将本专利技术限制为特定公开，并且在不脱离本专利技术的精神和技术范围的情况下，本专利技术包括其所有修改、等同或替换。根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种制备脂族异氰酸酯的方法，其包括以下步骤：通过在溶剂存在下使脂族胺与光气反应来进行光气化反应；在光气化反应步骤的反应混合物中分离作为产物的脂族异氰酸酯，并将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物送至冷凝器进行冷凝；将冷凝的混合物送至洗涤器，以将氯化氢排放至上段，并将未反应的光气和溶剂分离至下段；将分离出的未反应的光气和溶剂送至蒸馏塔，以将未反应的光气回收至上段，并将溶剂分离至下段；和将回收的未反应的光气引入光气化反应步骤中，并将分离至下段的溶剂送至所述洗涤器。在下文中，一个实施方式的制备方法将根据每个步骤进行说明。首先，进行光气化反应步骤，其中使脂族胺和光气反应。根据本专利技术的一个实施方式，光气化反应可以通过两个步骤进行，包括：第一步反应步骤，其中使脂族胺和氯化氢首先反应形成脂族胺盐，以及第二步反应，其中使脂族胺盐和光气反应，以抑制在脂族胺和光气反应期间产生的副反应和/或副产物的产生。更具体地，第一反应步骤是其中通过使脂族胺与氯化氢反应的中和反应形成脂族胺盐的步骤，以抑制与光气的快速反应。用于形成盐的中和反应可以在例如20至80℃的温度下进行。其中，可以使用的脂族胺没有特别限制，只要其具有脂族基团即可。特别地，脂族胺可以是链状或环状的脂族胺，更特别地，可以是分子中含有两个以上氨基的具有两个以上官能度的链状或环状的脂族胺。作为具体实例，可以提及六亚甲基二胺、2,2-二甲基戊二胺、2,2,4-三甲基己二胺、丁烯二胺、1,3-丁二烯-1,4-二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、1,6,11-十一碳三胺、1,3,6-六亚甲基三胺、1,8-二异氰酸基-4-(异氰酸根合甲基)辛烷、碳酸双(氨基乙基)酯、双(氨基乙基)醚、苯二亚甲基二胺、α,α,α’,α’-四甲基苯二亚甲基二胺、邻苯二甲酸双(氨基乙基)酯、双(氨基甲基)环己烷、二环己基甲烷二胺、环己二胺、甲基环己二胺、二环己基二甲基甲烷二胺、2,2-二甲基二环己基甲烷二胺、2,5-双(氨基甲基)双环-[2,2,1]-庚烷、2,6-双(氨基甲基)双环[2,2,1]-庚烷、3,8-双(氨基甲基)三环癸烷、3,9-双(氨基甲基)三环癸烷、4,8-双(氨基甲基)三环癸烷、4,9-双(氨基甲基)三环癸烷或双(氨基甲基)降冰片烯等，并且可以使用它们中的一种或两种以上的混合物。同时，根据本专利技术的一个实施方式，苯二亚甲基二胺被分类为脂族二胺。并且，作为脂族胺，也可以使用含硫的脂族胺，例如双(氨基甲基)硫化物，双(氨基乙基)硫醚，双(氨基丙基)硫醚，双(氨基己基)硫醚，双(氨基甲基)砜，双(氨基甲基)二硫醚，双(氨基乙基)二硫醚，双(氨基丙基)二硫醚，双(氨基甲硫基)甲烷，双(氨基乙硫基)甲烷，双(氨基乙硫基)乙烷，双(氨基甲硫基)乙烷，1,5-二氨基-2-氨基甲基-3-硫杂戊烷等。在以上列出的脂族胺中，当将苯二亚甲基二胺应用于根据本专利技术的一个实施方式的脂族异氰酸酯的制备方法时，苯二亚甲基二胺可以表现出更加优异的效果。特别地，可以使用选自诸如间苯二亚甲基二胺、对苯二亚甲基二胺或邻苯二亚甲基二胺的苯二亚甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备脂族异氰酸酯的方法，包括以下步骤：/n通过在溶剂存在下使脂族胺与光气反应来进行光气化反应；/n在光气化反应步骤的反应混合物中分离作为产物的脂族异氰酸酯，并将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物送至冷凝器进行冷凝；/n将冷凝的混合物送至洗涤器，以将氯化氢排放至上段，并将未反应的光气和溶剂分离至下段；/n将分离出的未反应的光气和溶剂送至蒸馏塔，以将未反应的光气回收至上段，并将溶剂分离至下段；和/n将回收的未反应的光气引入光气化反应步骤中，并将分离至下段的溶剂送至所述洗涤器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180618 KR 10-2018-00698251.一种制备脂族异氰酸酯的方法，包括以下步骤：
通过在溶剂存在下使脂族胺与光气反应来进行光气化反应；
在光气化反应步骤的反应混合物中分离作为产物的脂族异氰酸酯，并将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物送至冷凝器进行冷凝；
将冷凝的混合物送至洗涤器，以将氯化氢排放至上段，并将未反应的光气和溶剂分离至下段；
将分离出的未反应的光气和溶剂送至蒸馏塔，以将未反应的光气回收至上段，并将溶剂分离至下段；和
将回收的未反应的光气引入光气化反应步骤中，并将分离至下段的溶剂送至所述洗涤器。


2.根据权利要求1所述的制备脂族异氰酸酯的方法，其中，将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物冷凝至-20至40℃的温度。


3.根据权利要求2所述的制备脂族异氰酸酯的方法，其中，将包含氯化氢、未反应的光气和溶剂的混合物冷凝至-15至0℃的温度。


4.根据权利要求1所述的制备脂族异氰酸酯的方法，其中，在将未反应的光气引入光气化反应步骤之前，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳贤澈，韩基道，
申请(专利权)人：韩华思路信株，
类型：发明
国别省市：韩国;KR