缩二脲多异氰酸酯和制备它的方法技术

本发明专利技术公开了一种缩二脲多异氰酸酯，它是由选自脂族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯与缩二脲化试剂反应所获得的，该缩二脲多异氰酸酯含有包括脲二聚体在内的、属于所述二异氰酸酯和缩二脲化试剂反应的中间体产物的含脲键化合物，基于该缩二脲多异氰酸酯和包括脲二聚体在内的含脲键化合物的总重量，该缩二脲多异氰酸酯具有不高于０．５ｗｔ％的脲二聚体含量，该缩二脲多异氰酸酯通过使用２ｃｍ长度的样品池在４３０ｎｍ下测得具有至少９０％的光透射率。本发明专利技术还公开了用于制备上述缩二脲多异氰酸酯的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及缩二脲多异氰酸酯。更具体地说，本专利技术涉及由选自脂族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯与缩二脲化试剂反应所获得的缩二脲多异氰酸酯，其中所得的缩二脲多异氰酸酯具有非常低含量的、属于上述反应的中间体的一种不希望有的脲二聚体并显示出高透射率。本专利技术的缩二脲多异氰酸酯不仅在低温下显示出优异的稳定性，而且不带颜色。鉴于这些性能，本专利技术缩二脲多异氰酸酯能够理想地用于生产涂料组合物，粘合剂，纤维处理剂，密封剂，防水剂，泡沫体和弹性体等等。例如，当本专利技术的缩二脲多异氰酸酯用于制备涂料组合物时，所获得的涂料组合物能够形成一种显示出优异的粘合性和耐挠曲性能的涂层。本专利技术还涉及制备不仅显示出优异的低温稳定性而且不带色的缩二脲多异氰酸酯的高效生产方法。由本专利技术的方法，有可能以高产率生产出优异的缩二脲多异氰酸酯。基本上不含二异氰酸酯的多异氰酸酯已被广泛地用于生产涂料组合物，粘合剂，密封剂，防水剂，泡沫体，弹性体，纤维处理剂等。用于此用途的多异氰酸酯的代表性实例是具有缩二脲结构的多异氰酸酯(即缩二脲多异氰酸酯)。缩二脲多异氰酸酯能够从二异氰酸酯(作为主要原料)和缩二脲化试剂如水、一元叔醇、甲酸、硫化氢和有机伯胺和有机仲胺生产。已经有人建议了数种生产缩二脲多异氰酸酯的方法。例如，下列专利文献公开了生产缩二脲多异氰酸酯的方法未实审日本专利申请公开说明书No.49-134629(对应于US专利No.3,976,622)，未实审日本专利申请公开说明书No.63-174961(对应于US专利No.4,837,359)，已审查的日本专利申请公告号No.61-60093，已审查的日本专利申请公告号No.61-26778(对应于US专利No.4,176,132)，已审查的日本专利申请公告号No.62-41496(对应于US专利No.4,290,969)，已审查的日本专利申请公告号No.2-62545(对应于US专利No.4,983,762)，已审查的日本专利申请公告号No.5-17222和未审查的日本专利申请公开说明书No.8-225511(对应于US专利No.5,641,851)。在缩二脲多异氰酸酯的生产中，首先，起始化合物如二异氰酸酯的异氰酸酯基团与缩二脲化试剂反应从而形成作为中间体的一种含有脲键的化合物(例如，从两个二异氰酸酯单体获得的“脲二聚体”)。接着，含脲键的化合物中的脲键和异氰酸酯基团相互反应而形成了缩二脲多异氰酸酯。已知的是，该反应伴随副产了各种类型的含脲键的化合物，因此所获得的多异氰酸酯中因存在副产的含脲键化合物而显得浑浊。例如，当浑浊的多异氰酸酯用于涂料组合物中时，从该涂料组合物获得的涂层的物理性能就可能变得不令人满意。防止多异氰酸酯变浑浊的一种方法是将反应混合物(它是由二异氰酸酯和缩二脲化试剂反应所获得的)保持在高温下。例如，该方法描述在已审查的日本专利申请公告号No.62-41496(对应于US专利No.4,290,969)和已审查的日本专利申请公告号No.63-6544(对应于US专利No.4,264,519)中，其中每一篇都公开了生产多异氰酸酯的连续方法；和已审查的日本专利申请公告号No.5-17222，已审查的日本专利申请公告号No.2-62545(对应于US专利No.4,983,762)和未审查的日本专利申请公开说明书No.8-225511(对应于US专利No.5,641,851)中，其中每一篇都公开了一种生产多异氰酸酯的间歇方法。然而，当将多异氰酸酯保持在高温下时，多异氰酸酯有时候容易着色。而且，防止多异氰酸酯变浑浊的此类方法还具有以下问题该方法引起多异氰酸酯的低生产率和高成本(例如需在厂房和设备上投入大量资金)。在上述已审查日本专利申请公告号No.62-41496(对应于US专利No.4,290,969)公开的方法中，为了防止将脲二聚体和/或其它含脲键的化合物引入到多异氰酸酯中，将由生产多异氰酸酯的反应所获得的反应混合物在管式反应器中进行处理，据此让二异氰酸酯与脲二聚体和其它含脲键的化合物高效地反应。然而，在该方法中，在管式反应器中的处理是在其中二异氰酸酯浓度高达约77-89wt％的条件下进行的，因此，脲二聚体含量的减少程度较低。所以，由该方法生产的多异氰酸酯在低温下贮存之后变得浑浊。在以上所述的已审查日本专利申请公告号No.61-60093所公开的方法中，为了抑制在长期贮存过程中缩二脲多异氰酸酯中的二异氰酸酯浓度的提高，将缩二脲多异氰酸酯在贮存之前进行热处理。具体地说，在该方法中，将多异氰酸酯加热来促使提高其二异氰酸酯浓度(其目的是消除将在多异氰酸酯的贮存过程中引起形成二异氰酸酯的那些物质)，随后除去二异氰酸酯。然而，该专利文献不仅对脲二聚体本身没有做任何描述，而且对于多异氰酸酯中所含的脲二聚体引起多异氰酸酯在低温下变浑浊的认识都没有描述。此外，关于一种不仅能够减少多异氰酸酯中的脲二聚体含量而且防止多异氰酸酯变色的方法，该专利文献没有给出任何教导或建议。一般来说，多异氰酸酯是从过量的二异氰酸酯生产的。所以，为了获得作为最终产物的多异氰酸酯，用于除去具有高蒸汽压的未反应二异氰酸酯的提纯步骤是必要的。对于除去未反应的二异氰酸酯的方法，能够提及的有使用多异氰酸酯的弱溶剂进行抽提的方法，如低极性溶剂或在临界状态下的流体；然而，在大多数情况下，使用转膜蒸发方法。利用转膜蒸发，多异氰酸酯所经受的热历程能够受到抑制，因此抑制了多异氰酸酯的热变性。所以，转膜蒸发方法适合于从具有高粘度的多异氰酸酯中除去二异氰酸酯(它是低沸点物质)。在通过转膜蒸发法从多异氰酸酯和二异氰酸酯的混合物中蒸发和分离出低沸点物质(如二异氰酸酯)的一种生产多异氰酸酯的方法中，当大量的上述混合物被加入到蒸发器中进行转膜蒸发时，则在所分离出的低沸点物质中还会含有多异氰酸酯(它是高沸点物质)。这一现象已知为“夹带”。夹带是十分不利的，这不仅在于最终产物的产率会降低，而且还在于当从所回收的二异氰酸酯生产多异氰酸酯时，多异氰酸酯的粘度变得过高，以至于必需改变生产多异氰酸酯的条件。在这种情况下，本专利技术人为开发出一种不变色和变浑浊、尤其在低温贮存过程中不变浑浊的缩二脲多异氰酸酯而进行了广泛和深入的研究。结果意外地发现，当缩二脲多异氰酸酯中脲二聚体(一种含脲键的化合物)的含量降低至不高于0.5wt％的水平时，则有可能在低温贮存过程中防止多异氰酸酯变浑浊。此外，本专利技术人还发现，当采用如下这种方法生产缩二脲多异氰酸酯时，脲二聚体减少的幅度得到改进，在该方法中首先进行二异氰酸酯和缩二脲化试剂之间的第一次反应，据此获得第一反应混合物，然后，在调节第一反应混合物中的未反应二异氰酸酯浓度到3-20wt％范围内的水平之后，使该第一反应混合物进行第二次反应。还有，本专利技术人还发现，溶于反应混合物中的气体的存在是引起夹带的根源。基于这些新发现，完成了本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供一种不变色和不变浑浊且在低温下显示出高稳定性的缩二脲多异氰酸酯。本专利技术的另一个目的是提供一种高效地生产不变色和不变浑浊且在低温下显示出高稳定性的缩二脲多异氰酸酯的方法。本专利技术的前述和其它目的、特征和优点，从下面的详细叙述和权利要求，再结合附图，将变得更加清楚。在附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩二脲多异氰酸酯，它是由选自脂族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯与缩二脲化试剂反应所获得的，该缩二脲多异氰酸酯具有以下特征（１）和（２）： （１）该缩二脲多异氰酸酯含有包括脲二聚体在内的、属于所述二异氰酸酯和缩二脲化试剂反应的中间体产物的含脲键化合物，其中所述脲二聚体是由下式（Ⅰ）表示： ＯＣＮＲ－ＮＨ＊ＮＨ－ＲＮＣＯ （Ⅰ） 其中各Ｒ独立地表示从所述二异氰酸酯衍生的脂族基和脂环族基，和 基于该缩二脲多异氰酸酯和包括脲二聚体在内的含脲键化合物的总重量，该缩二脲多异氰酸酯具有不高于０．５ｗｔ％的脲二聚体含量，其中该脲二聚体含量被定义为：在含有未反应二异氰酸酯和所述含脲键化合物的所述缩二脲多异氰酸酯的凝胶渗透色谱图中，所述脲二聚体的峰的面积占该凝胶渗透色谱图中在排除了属于所述未反应二异氰酸酯的峰之后所有峰的总面积的百分数；和 （２）该缩二脲多异氰酸酯通过使用２ｃｍ长度的样品池在４３０ｎｍ下测得具有至少９０％的光透射率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朝比奈芳幸，片川洋德，安川敦，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]