五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，包括以下步骤:(1)合成预聚体：将催化剂与催化稀释剂混合后加入五亚甲基二异氰酸酯中，并加入抗氧剂A和助催化剂进行反应，再加入阻聚剂终止反应，得异氰脲酸酯预聚体；(2)脱色处理：向异氰脲酸酯预聚体中加入酸反应生成沉淀，抽滤，得脱色处理的异氰脲酸酯预聚体；(3)稳定化处理：向脱色处理的预聚体中加入抗氧剂B与稳定剂，搅拌，得稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体；(4)分离处理：将稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体输送至两级短程分子蒸馏装置进行两次分离处理，得五亚甲基异氰脲酸酯。该制备方法具有可操作性强，分离效率高，产品质量好，残单回收率高的优点，符合绿色环保要求。符合绿色环保要求。

【技术实现步骤摘要】
五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工合成
，尤其涉及一种五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯涂料具有良好的粘结性、耐磨擦性，光泽度高，在涂料行业中占有非常重要的位置，异氰酸酯固化剂是聚氨酯涂料的重要组分，五亚甲基异氰脲酸酯是聚氨酯涂料常用的固化剂之一。目前，现有的制备方法制备的五亚甲基异氰脲酸酯色度、残留的游离异氰酸酯单体含量高，因此在制备时需要采用薄膜蒸发器来处理五亚甲基异氰脲酸酯以降低五亚甲基异氰脲酸酯中的溶剂和单体，但由于薄膜蒸发器仅仅只利用外置冷凝器方式进行冷凝回收薄膜蒸发器中分离出的游离异氰酸酯单体或溶剂，这就导致分离出的单体和溶剂需要游离到外置冷凝器才能达到冷凝效果，路程较长，分离效率低，为了充分脱除游离单体和溶剂，这就需要五亚甲基异氰脲酸酯的增加分离时间，而五亚甲基异氰脲酸酯长时间在高温条件下容易发生副反应，导致产品发黄甚至浑浊，严重影响了五亚甲基异氰脲酸酯的品质。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法以解决上述存在的问题。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)合成预聚体：将催化剂与催化稀释剂混合后加入五亚甲基二异氰酸酯中，并加入抗氧剂A和助催化剂，通入惰性气体保护，在30～75℃的温度下反应0.5～12h，当反应料中NCO的含量达到35％～48％时，加入阻聚剂进行终止反应，得异氰脲酸酯预聚体；
[0007](2)脱色处理：向步骤(1)中的异氰脲酸酯预聚体中加入酸，在60～80℃的温度下以100～300rpm的搅拌速率搅拌至生成沉淀，再以0～10pa的压强进行抽滤，得脱色处理的异氰脲酸酯预聚体；
[0008](3)稳定化处理：向步骤(2)中的脱色处理的预聚体中加入抗氧剂B与稳定剂，在60～80℃的温度下以100～300rpm的搅拌速率进行稳定化处理，得稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体；
[0009](4)一级分离处理：将步骤(3)中的稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体预热至25～105℃后以10～500g/min的进料速率输送至两级短程分子蒸馏装置的一级蒸馏器中，在100～200℃的温度下以50～1000rpm的刮膜转速进行分离处理，得初次分离的五亚甲基异氰脲酸酯；
[0010](5)二级分离处理：将步骤(4)中的初次分离的五亚甲基异氰脲酸酯预以10～500g/min的进料速率输送至两级短程分子蒸馏装置的二级蒸馏器中，在100～200℃的温度下以50～1000rpm的刮膜转速进行分离处理，得五亚甲基异氰脲酸酯。
[0011]进一步地，所述步骤(1)中的催化剂用量占总反应液量的100～1200ppm，所述催化剂包括季铵碱、季铵盐中的至少一种，其中，所述季铵碱包括四乙基氢氧化铵，三甲基羟基丙基氢氧化铵、三甲基羟基乙基氢氧化铵、三乙基羟基丙基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的至少一种，所述季铵盐包括N
‑
(2
‑
羟丙基)
‑
N,N,N
‑
三甲基铵
‑2‑
乙基己酸盐，N
‑
(2
‑
羟丙基)
‑
N,N,N
‑
三甲基铵
‑2‑
甲酸盐，N,N,N
‑
四甲基铵辛酸盐中的至少一种。
[0012]进一步地，所述步骤(1)中的催化稀释剂与催化剂的质量比为1～10:1，所述催化稀释剂包括甲醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙酸酯、甘油二乙酸酯、烯丙醇、苄醇中的至少一种。
[0013]进一步地，所述步骤(1)中的抗氧剂A包括二十二烷基季戊四醇二亚磷酸酯、二壬基苯基季戊四醇二亚磷酸酯、三季戊四醇中的至少一种。
[0014]进一步地，所述步骤(1)中的助催化剂包括有机亚磷酸二酯、亚磷酸三(十三烷基)酯、亚磷酸三苯基酯、亚磷酸二苯基(十三烷基)酯中的至少一种。
[0015]进一步地，所述步骤(1)中的阻聚剂用量与催化剂用量的摩尔比为1～2:1，所述阻聚剂包括磷酸、单氯乙酸、十二烷基苯磺酸、苯甲酰氯、甲磺酸和对甲苯磺酸中的至少一种。
[0016]进一步地，所述步骤(2)中的酸用量为总反应液量的200～800ppm，所述酸包括有机酸和无机酸中的至少一种，其中，所述有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸、丙烯酸中的至少一种，所述无机酸包括高氯酸，氢碘酸，硫酸，氢溴酸，盐酸，硝酸，碘酸、亚硫酸，磷酸，丙酮酸，亚硝酸、氢氟酸、碳酸，氢硫酸，次氯酸，硼酸中的至少一种。
[0017]进一步地，所述步骤(3)中的抗氧剂B用量为总反应液量的400～800ppm，所述抗氧剂B包括四(2,4
‑
二叔丁基苯基)4,4
‑
亚联苯基二亚膦酸酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯、亚磷酸二苯基(十三烷基)中的至少一种。
[0018]进一步地，所述步骤(3)中的稳定剂用量为总反应液量的400～800ppm，所述稳定剂包括4
‑
[(二甲基氨基)甲基]壬基苯酚、二
‑2‑
乙基己基苯酚、2
‑
叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、4,4
‑
氧联苯、3,3,5,5
‑
四溴双酚A、1,1,3
‑
三(2
‑
甲基
‑4‑
羟基
‑5‑
叔丁基苯基)、3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基茴香醚、二氢丁子香酚、4
‑
乙氧基苯酚中的至少一种。
[0019]进一步地，所述步骤(1)中的异氰脲酸酯预聚体中游离单体的含量占总质量的50～80％，所述异氰脲酸酯预聚体的色值≤25HZ。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术的五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，通过向异氰脲酸酯预聚体中加入酸进行脱色处理，酸能与异氰脲酸酯预聚体中的胺类显色基团物质进行反应，生成沉淀颗粒，然后进行抽滤得到浅色的预聚体，再对脱色处理的预聚体进行稳定化处理，向其中添加抗氧剂与稳定剂搅拌处理，可以有效防止预聚体分离时被氧化，同时防止高温分离时发生副反应，从而有效控制五亚甲基异氰脲酸酯产品内的多聚体含量，同时保证五亚甲基异氰脲酸酯产品的色号低。
[0022](3)本专利技术采用两级短程分子蒸馏装置对五亚甲基异氰脲酸酯提前加热后再进行分离处理，可以让预聚体中低沸点的物质单体进入蒸发器中时更容易达到沸点而被分离出去，进一步提高了分离的效率，缩短分离时间，从而有效提高五亚甲基异氰脲酸酯分离的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)合成预聚体：将催化剂与催化稀释剂混合后加入五亚甲基二异氰酸酯中，并加入抗氧剂A和助催化剂，通入惰性气体保护，在30～75℃的温度下反应0.5～12h，当反应料中NCO的含量达到35％～48％时，加入阻聚剂进行终止反应，得异氰脲酸酯预聚体；(2)脱色处理：向步骤(1)中的异氰脲酸酯预聚体中加入酸，在60～80℃的温度下以100～300rpm的搅拌速率搅拌至生成沉淀，再以0～10pa的压强进行抽滤，得脱色处理的异氰脲酸酯预聚体；(3)稳定化处理：向步骤(2)中的脱色处理的预聚体中加入抗氧剂B与稳定剂，在60～80℃的温度下以100～300rpm的搅拌速率进行稳定化处理，得稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体；(4)一级分离处理：将步骤(3)中的稳定化处理的异氰脲酸酯预聚体预热至25～105℃后以10～500g/min的进料速率输送至两级短程分子蒸馏装置的一级蒸馏器中，在100～200℃的温度下以50～1000rpm的刮膜转速进行分离处理，得初次分离的五亚甲基异氰脲酸酯；(5)二级分离处理：将步骤(4)中的初次分离的五亚甲基异氰脲酸酯预以10～500g/min的进料速率输送至两级短程分子蒸馏装置的二级蒸馏器中，在100～200℃的温度下以50～1000rpm的刮膜转速进行分离处理，得五亚甲基异氰脲酸酯。2.根据权利要求1所述的五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的催化剂用量占总反应液量的100～1200ppm，所述催化剂包括季铵碱、季铵盐中的至少一种，其中，所述季铵碱包括四乙基氢氧化铵，三甲基羟基丙基氢氧化铵、三甲基羟基乙基氢氧化铵、三乙基羟基丙基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的至少一种，所述季铵盐包括N
‑
(2
‑
羟丙基)
‑
N,N,N
‑
三甲基铵
‑2‑
乙基己酸盐，N
‑
(2
‑
羟丙基)
‑
N,N,N
‑
三甲基铵
‑2‑
甲酸盐，N,N,N
‑
四甲基铵辛酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的催化稀释剂与催化剂的质量比为1～10:1，所述催化稀释剂包括甲醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙酸酯、甘油二乙酸酯、烯丙醇、苄醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的五亚甲基异氰脲酸酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的抗氧剂A包括二十二烷基季戊四醇二亚磷酸酯、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶兴兴，谭伟民，雒新亮，王亚鑫，汪辉辉，史立平，郁飞，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司中海油常州环保涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：