多异氰酸酯的蒸馏制造技术

本发明专利技术涉及用于制备贫单体的多异氰酸酯的方法，包括以下步骤：(i)改性至少一种单体二异氰酸酯，获得包含至少一种多异氰酸酯和未反应的单体二异氰酸酯的混合物，(ii)将在步骤(i)中获得的混合物分离成至少一个含有单体二异氰酸酯的气流和一个贫化了单体二异氰酸酯的液流，(iii)在至少一个冷凝器中部分冷凝来自(ii)的气流，由此获得液体冷凝物和未冷凝的蒸气流，(iv)在至少一个后冷凝器中对在步骤(iii)中获得的未冷凝的蒸气流进行后冷凝，由此获得后冷凝物和未冷凝的废气，和(v)将来自步骤(iv)的未冷凝的废气供至真空泵的吸入侧，其特征在于，步骤（iv）中的所述至少一个后冷凝器在后冷凝器温度下运行，并且步骤（

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多异氰酸酯的蒸馏
[0001]本专利技术涉及一种用于制备贫单体的多异氰酸酯的方法以及依此获得的多异氰酸酯及其作为用于制备聚合物的起始材料的用途，和含有该聚合物的复合体。
[0002]脂族和脂环族二异氰酸酯的改性反应是长期已知的。由此获得的多异氰酸酯用作涂料体系和粘合剂中的交联剂组分。通常，改性反应一方面是异氰酸酯与其自身反应，并且这例如导致形成缩二脲、异氰脲酸酯、脲二酮或亚氨基噁二嗪二酮。另一方面，异氰酸酯可以与多元醇或多胺反应并因此低聚，形成氨基甲酸酯
‑
、脲基甲酸酯和/或脲基团。决定性的是形成更高分子量的加合物，该加合物具有比单体二异氰酸酯本身低的蒸气压。未反应的二异氰酸酯例如通过薄膜蒸馏从反应混合物中分离出来，留下多异氰酸酯作为底部产物，如果需要，可以用溶剂稀释该底部产物。
[0003]例如，在WO2008/068198A1中详细描述了催化制备多异氰酸酯和从多异氰酸酯混合物中蒸馏去除未反应的二异氰酸酯。单体二异氰酸酯的去除优选在真空中在90至220℃的温度下在多阶段蒸馏中进行。压力优选逐阶段下降，并在最后一个阶段中达到0.1至10hPa。所使用的设备是闪蒸器、降膜蒸发器、薄膜蒸发器和/或短程蒸发器，其中后者又在最后一个蒸馏阶段中优选使用，因为它们具有由结构形式决定的小的压力损失，因此能够实现特别低的压力。以此方式可以温和地去除单体二异氰酸酯。对此明确指出，热负荷保持尽可能低，例如通过省去中间容器和储存容器或保持底部容积小和管道短。馏出物，即单体二异氰酸酯，优选再循环到反应中并且可以在需要时进行额外的处理，例如过滤，以改进色数。没有讨论馏出物的冷凝和与此相关的问题。
[0004]DE102004038784A1还描述了从多异氰酸酯混合物中蒸馏去除未反应的二异氰酸酯。使用至少一个短程蒸发器进行蒸馏，任选地与其他蒸发器组合。作为工艺条件提及了5 mbar 至10
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4 mbar的范围和30 至230℃ 的蒸发器温度。此文献中还讨论了内部冷凝器温度，范围为 5至150℃。在一个工作实施例中，在0.05 mbar和177℃的蒸发器温度下蒸馏去除单体亚甲基二异氰酸酯并且蒸发的单体亚甲基二异氰酸酯在50℃下冷凝。
[0005]EP1426393A2描述了贫单体的含脲二酮的多异氰酸酯的制备。在工作实施例描述了从多异氰酸酯混合物中蒸馏去除六亚甲基二异氰酸酯。这借助于具有预蒸发器的短程蒸发器在 0.1 至 0.5 mbar的压力和 140 至 150℃ 的加热介质温度下进行。未反应的单体和催化剂以此方式被分离出来，馏出物重新用于反应中。没有讨论在此所需的馏出物的冷凝。
[0006]EP1241197A1描述了贫单体的异氰酸酯预聚物的制备。优选在短程蒸发器中在0.1至100Pa的压力和25至75℃的冷凝器温度下蒸馏粗产物。
[0007]EP1451239B1 描述了一种用于制备基于 MDI 的预聚物的方法。在一系列蒸发器中蒸馏去除单体二异氰酸酯，其中蒸发器温度为50
‑
210℃，冷凝器温度为15
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55℃。
[0008]除了产品的产量和品质之外，工业制造方法的质量还包括该方法的可靠性，所述可靠性能够实现稳定运行而没有技术生产故障，从而能够实现尽可能少的生产装置维护运行。当在真空下从多异氰酸酯中蒸馏分离单体二异氰酸酯时，保持尽可能低的热负荷是有利的。蒸馏体系中的低压对于制备特别贫单体的多异氰酸酯来说是特别必要的。为了实现
这一点，馏出物的冷凝必须在非常低的温度下进行，以便真空不受低沸点组分的蒸气压限制。如上面引用的现有技术中所述，蒸馏通常在蒸发设备的组合中进行，所述蒸发设备各自配备有冷凝器。然而，在工业实践中已经表明，在冷凝器力求达到的低运行温度下通常出现生产问题，这结果导致维护停机并因此导致生产停止。这是由于低的冷凝器温度导致在冷凝器上形成固体沉积物而造成的。结果，真空体系的压力损失增加，并且不能持久保持所需的负压，从而需要停机以清洁冷凝器，以便继续以所需的贫单体品质制备产物。通过改变冷凝器温度来消除该问题的尝试没有成功。较高的冷凝器温度从一开始就导致品质下降，因为不再能够达到蒸馏所需的负压。此外，对蒸馏的真空泵的损坏也增加了。
[0009]因此，本专利技术的目的是提供一种用于制备贫单体的多异氰酸酯的方法，通过该方法可以可靠地且以优异的品质制备所述多异氰酸酯。
[0010]所述目的可通过用于制备贫单体的多异氰酸酯的方法得以实现，所述方法包括以下步骤：(i) 改性至少一种单体二异氰酸酯，获得包含至少一种多异氰酸酯和未反应的单体二异氰酸酯的混合物，(ii) 将在步骤 (i) 中获得的混合物分离成至少一个含有单体二异氰酸酯的气流和一个贫化了单体二异氰酸酯的液流，(iii) 在至少一个冷凝器中部分冷凝来自 (ii) 的气流，由此获得液体冷凝物和未冷凝的蒸气流，(iv) 在至少一个后冷凝器中对在步骤(iii)中获得的未冷凝的蒸气流进行后冷凝，由此获得后冷凝物和未冷凝的废气，和(v) 将来自步骤 (iv) 的未冷凝的废气供至真空泵的吸入侧，其特征在于，步骤（iv）中的所述至少一个后冷凝器在后冷凝器温度下运行，并且步骤（
ⅲ
）中的所述至少一个冷凝器在冷凝器温度下运行，其中所述后冷凝器温度比所述冷凝器温度低≥ 1至≤ 168 K。
[0011]除非另有明确说明，否则表述诸如“第一蒸发器和第二蒸发器”或“第一部分（流）和第二部分（流）”或“第一冷凝器和第二冷凝器”总是被理解为开放式表达，其不排除存在更多的（第三、第四
……
）蒸发器、部分（流）或冷凝器。
[0012]根据本专利技术，表述“包括”或“含有”优选表示“基本上由
……
组成”，特别优选表示“由
……
组成”。
[0013]在当前情况下，“多异氰酸酯”代表由二异氰酸酯通过改性制备的异氰酸酯，其中至少两个二异氰酸酯分子构建到多异氰酸酯中。这种多异氰酸酯通常被称为漆用多异氰酸酯（Lack
‑
Polyisocyanate）。因此，“多异氰酸酯”明确地不代表如直接由二胺或多胺的光气化反应获得的异氰酸酯。
[0014]在当前情况下，除非说明书中另有说明，否则将“冷凝器温度”、“后冷凝器温度”或“冷阱温度”理解为是指所属冷却介质的流动温度。
[0015]如本文所用，“至少一种二异氰酸酯”是指1种或更多种，例如2、3、4、5、6、7、8、9或更多种二异氰酸酯。与本文所述化合物的成分相关，该数字与分子的绝对量无关，而是与成分的种类有关。因此，“至少一种二异氰酸酯”是指，例如，可以含有仅一个种类的二异氰酸酯或多个不同种类的二异氰酸酯，而并非给出各种化合物的量。
[0016]步骤 (i)步骤(i)中二异氰酸酯的改性根据本身已知的方法进行并且也称为改性或低聚。在此，异氰酸酯在合适的反应条件下与其自身或与其他化合物例如多元醇、多硫醇或多胺反应。该反应优选在催化剂存在下进行，并在达到一定转化率时通过使催化剂失活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于制备贫单体的多异氰酸酯的方法，包括以下步骤：(i) 改性至少一种单体二异氰酸酯，获得包含至少一种多异氰酸酯和未反应的单体二异氰酸酯的混合物，(ii) 将在步骤 (i) 中获得的混合物分离成至少一个含有单体二异氰酸酯的气流和一个贫化了单体二异氰酸酯的液流，(iii) 在至少一个冷凝器中部分冷凝来自 (ii) 的气流，由此获得液体冷凝物和未冷凝的蒸气流，(iv) 在至少一个后冷凝器中对在步骤(iii)中获得的未冷凝的蒸气流进行后冷凝，由此获得后冷凝物和未冷凝的废气，和(v) 将来自步骤 (iv) 的未冷凝的废气供至真空泵的吸入侧，其特征在于，步骤（iv）中的所述至少一个后冷凝器在后冷凝器温度下运行，并且步骤（
ⅲ
）中的所述至少一个冷凝器在冷凝器温度下运行，其中所述后冷凝器温度比所述冷凝器温度低≥ 1至≤ 168 K。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单体二异氰酸酯选自1,5
‑
二异氰酸根合戊烷(PDI)、1,6
‑
二异氰酸根合己烷(HDI)、1
‑
异氰酸根合
‑
3,3,5
‑
三甲基
‑5‑
异氰酸根合甲基环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI）、4,4'
‑
二异氰酸根合二环己基甲烷、2,4'
‑
二异氰酸根合二环己基甲烷、双
‑
(异氰酸根合甲基)
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降冰片烷、1,3
‑
和1,4
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双(异氰酸根合甲基)苯（XDI）、甲苯二异氰酸酯 (TDI)、2,4'
‑
和 4,4'
‑
二异氰酸根合二苯基甲烷 (MDI) 或此类二异氰酸酯的任意混合物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(i)中的改性是异氰酸酯基团之间的分子间反应，优选在催化剂存在下，尤其是在碱性催化剂存在下，形成脲二酮多异氰酸酯、异氰脲酸酯多异氰酸酯或亚氨基噁二嗪二酮多异氰酸酯，和/或是异氰酸酯与已经形成的氨基甲酸酯基团的反应，形成脲基甲酸酯多异氰酸酯。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(ii)中获得的贫化了单体二异氰酸酯的液流含有最高0.5倍含量，优选最高0.1倍含量，特别优选最高0.02倍含量的...

【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：