提纯异氰酸酯的方法技术

本发明专利技术涉及提纯选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法，生产选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法，通过这种方法可获得的异氰酸酯，由至少一种这样的异氰酸酯形成的聚氨酯，这种异氰酸酯的用途，以及含有至少一种根据本发明专利技术的聚氨酯的光学部件。有至少一种根据本发明专利技术的聚氨酯的光学部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提纯异氰酸酯的方法
[0001]本专利技术涉及提纯选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法，生产选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法，通过这种方法可获得的异氰酸酯，由至少一种这样的异氰酸酯形成的聚氨酯，这种异氰酸酯的用途，以及含有至少一种根据本专利技术的聚氨酯的光学部件。
[0002]脂族、脂环族或芳脂族二异氰酸酯通常通过相应二胺的光气化生产。无论确切的程序如何，反应产物通常作为单体和聚合物类的混合物获得。这种粗制工艺产物以本领域技术人员已知的方式进行后处理，其中后处理通常包括多级真空蒸馏并提供高纯度的单体二异氰酸酯。这样的二异氰酸酯适用于生产耐光的，即不黄变的聚氨酯。
[0003]如果要生产光学材料，如光学透镜，则使用耐光聚氨酯通常是不够的。此外，对材料的澄清度有更高的要求，即浊度值必须非常低。
[0004]DE 1805957和US 3,658,656描述了例如提纯由苯二亚甲基二胺（XDA）和光气制备的苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）的方法。为此，获自反应的XDI首先在惰性气体存在下在真空下蒸馏以分离出低沸点杂质。在此，XDI与较高分子量的残留物一起积聚在蒸馏装置的底部。在进一步的蒸馏阶段中，这种XDI作为馏出物从塔底产物中分离出来。该蒸馏在此例如在5至200 mmHg（667 Pa至26665 Pa）的塔顶压力和170℃至185℃的塔底温度下进行。
[0005]虽然由脂族、脂环族或芳脂族胺出发以这种方式制成的耐光二异氰酸酯例如就氯化副产物而言具有高纯度，但已经发现它们具有浑浊倾向并且不总是满足用于光学材料的相关要求。
[0006]尽管脂族、脂环族或芳脂族键合的NCO基团与芳族键合的NCO基团相比反应性较低，但可能令人惊讶地发生二异氰酸酯的二聚或低聚。对于极具反应性的芳族二苯甲烷二异氰酸酯，例如GB 1413074描述了在馏出物中形成脲二酮二聚体，其可通过快速冷却馏出物而在很大程度上避免。但是，将这种技术教导例如转移到苯二亚甲基二异氰酸酯的尝试表明以这种方式不能充分避免浑浊。
[0007]WO 2007/051740 A1描述了生产含有二苯甲烷二异氰酸酯及其更高分子量同系物的混合物的方法。其描述了在室温下由含有二苯甲烷二异氰酸酯（二环MDI）和三苯甲烷二异氰酸酯（三环MDI）的多异氰酸酯混合物产生具有液相和固体结晶相的两相混合物。可通过简单滗析或过滤而从中分离出液相，以调节二环与三环MDI的比率。没有进一步论述可能的过滤条件，并且由于所用的二异氰酸酯，既没有获得耐光的二异氰酸酯，也没有获得无浊度的二异氰酸酯。
[0008]从这种现有技术出发，本专利技术的目的是消除现有技术的上述缺点中的至少一个，优选多个。本专利技术的目的特别是提供提纯至少一种脂族、环脂族或芳脂族二异氰酸酯的方法，其能够将相应二异氰酸酯的浊度调节到一定的值，以获得可用于光学应用，特别是作为光学透镜的聚氨酯和/或聚硫氨酯。本专利技术的另一目的是提供能够以相应高的光学品质，特别是以极低的浊度获得所述二异氰酸酯的方法。
[0009]通过根据本专利技术的提纯选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法实现这些目的，所述方法包括至少下列步骤：
(A) 提供所述至少一种异氰酸酯，(B1) 经由在标准条件Δp = 1巴、H2O、20℃下的渗透率为5至100 l/(m
2 ∙ꢀ
min)的过滤器过滤来自步骤(A)的所述至少一种异氰酸酯，以获得所述至少一种纯化异氰酸酯，或包括至少下列步骤：(A) 提供所述至少一种异氰酸酯，(B2) 经由在标准条件Δp = 1巴、H2O、20℃下的渗透率为5至1000 l/(m
2 ∙ꢀ
min)的过滤器过滤来自步骤(A)的所述至少一种异氰酸酯，和(C) 经由具有0.02至10
ꢀµ
m的最大孔径的过滤器过滤所述至少一种异氰酸酯，其中步骤顺序可以是(A)、(B2)、(C)或(A)、(C)、(B2)，以获得所述至少一种纯化异氰酸酯。
[0010]下面详细描述根据本专利技术的方法的各个步骤。
[0011]根据本专利技术的方法的步骤(A)包括提供所述至少一种异氰酸酯。
[0012]根据本专利技术，在步骤(A)中可使用本领域技术人员已知的选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的各种异氰酸酯。根据本专利技术使用的异氰酸酯尤其选自脂族、脂环族、芳脂族二异氰酸酯及其混合物。
[0013]根据本专利技术特别优选使用的脂族二异氰酸酯例如选自六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、五亚甲基二异氰酸酯（PDI）、1,4
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丁烷二异氰酸酯、1,8
‑
辛烷二异氰酸酯、1,9
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壬烷二异氰酸酯、1,10
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癸烷二异氰酸酯、1,11
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十一烷二异氰酸酯、1,12
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十二烷二异氰酸酯、2
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甲基五亚甲基二异氰酸酯、2,2
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二甲基五亚甲基二异氰酸酯、新戊烷二异氰酸酯、2,2,4
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三甲基六亚甲基二异氰酸酯和2,4,4
‑
三甲基六亚甲基二异氰酸酯及其混合物。非常特别优选使用的脂族二异氰酸酯选自HDI和PDI。
[0014]根据本专利技术特别优选使用的脂环族二异氰酸酯例如选自3
‑
异氰酸根合甲基
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3,5,5
‑
三甲基环己基异氰酸酯（IPDI）、2,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯（2,4'
‑
H12
‑
MDI）、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯（4,4'
‑
H12
‑
MDI）、2,4'
‑
亚甲基
‑
双(环己基)二异氰酸酯、4,4'
‑
二异氰酸根合
‑
3,3'
‑
二甲基二环己基甲烷、2,4
‑
和2,6
‑
二异氰酸根合甲基环己烷（H6TDI）、1,3
‑
环己烷二异氰酸酯、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯、1,3
‑
二异氰酸根合
‑2‑
甲基环己烷、1,3
‑
二异氰酸根合
‑4‑
甲基环己烷、1,4
‑
二异氰酸根合
‑
3,3,5
‑
三甲基环己烷、1,3
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷（H6XDI）、1,4
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷、双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（NBDI）的异构体，特别是2,5
‑
双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（2,5
‑
NBDI）或2,6
‑
双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（2,6
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.提纯选自脂族、脂环族、芳脂族异氰酸酯及其混合物的至少一种异氰酸酯的方法，其包括至少下列步骤：(A) 提供所述至少一种异氰酸酯，(B1) 经由在标准条件Δp = 1巴、H2O、20℃下的渗透率为5至100 l/(m
2 ∙ꢀ
min)的过滤器过滤来自步骤(A)的所述至少一种异氰酸酯，以获得至少一种纯化异氰酸酯，或包括至少下列步骤：(A) 提供所述至少一种异氰酸酯，(B2) 经由在标准条件Δp = 1巴、H2O、20℃下的渗透率为5至1000 l/(m
2 ∙ꢀ
min)的过滤器过滤来自步骤(A)的所述至少一种异氰酸酯，和(C) 经由具有0.02至10
ꢀµ
m的最大孔径的过滤器过滤所述至少一种异氰酸酯，其中步骤顺序可以是(A)、(B2)、(C)或(A)、(C)、(B2)，以获得至少一种纯化异氰酸酯。2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于所述至少一种纯化异氰酸酯，任选在一个或多个中间步骤后，用在合成用于光学应用的聚氨酯和/或聚硫氨酯的进一步工艺步骤中。3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述至少一种异氰酸酯选自双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（NBDI），特别是2,5
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双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（2,5
‑
NBDI）或2,6
‑
双(异氰酸根合甲基)二环[2.2.1]庚烷（2,6
‑
NBDI）、五亚甲基二异氰酸酯、1,3
‑
双(异氰酸根合甲基)环己烷（H6XDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯，特别是间苯二亚甲基二异氰酸酯和/或对苯二亚甲基二异氰酸酯及其混合物。4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于步骤(A)包括蒸馏所述至少一种异氰酸酯，特别是在步骤(B1)或(B2)之前。5.如权利要求1至4任一项中所述的方法，其特征在于步骤(B1)或(B2)中使用的过滤层含有选自天然纤维、合成聚合物、珍珠岩、硅藻土及其混合物的至少一种材料。6.如权利要求1至5任一项中所述的方法，其特征在于在步骤(B1)中存在50至1500 kg/(m2∙
h)，优选100至1000 kg/(m2∙
h)，特别优选200至500 kg/(m
²∙
h)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：