[发明专利]制备轻度着色的支化多异氰酸酯的方法及所得到的组合物

说明书

本发明的主题是通过多异氰酸酯单体的催化环化三聚合来制备多异氰酸酯-多异氰脲酸酯的方法。本发明更具体涉及由特定类型的sp³-杂化碳携带的异氰酸酯官能团的环化三聚合。这些碳要么是新戊基位置上的碳，也就是说所述碳连接于叔基如叔丁基，要么所述碳是仲或叔碳，优选属于脂族环。

异氰酸酯的环化三聚合已知有几十年了。这种三聚合一般涉及碱性机理。这些碱可以是离子性质，如氢氧化物或强碱和强酸的盐。这些碱还可以是非离子碱，但可以具有非常易接近和高度碱性的电子对。

所进行的第一次三聚合是在芳族异氰酸酯上，也就是说在由芳族环的节碳之一携带的异氰酸酯上。这种三聚合没有任何特殊困难，易于进行芳族异氰酸酯的三聚合的适合催化剂容易找到。

芳族异氰酸酯固有的问题导致了脂族异氰酸酯的开发，它具有不同于芳族异氰酸酯且通常比其有许多改进的化学和物理性能。

大多数脂族异氰酸酯太容易挥发，而不能原样使用。因此，必需通过形成低聚物(缩二脲，三聚体等)或与多元醇低缩聚来增加它们的分子量。

线性链脂族异氰酸酯的三聚合现在得到充分控制，并且具有能够有效进行三聚合(即具有良好的收率)和很少产生着色的可获得的催化剂。

在另一方面，由于没有充分阐明的原因，支化脂族异氰酸酯和尤其环脂族异氰酸酯的三聚合或在新戊基位置上的那些三聚合存在着困难，一方面因为寻找获得令人满意的收率和令人满意的生产率的催化剂存在困难，另一方面因为这些衍生物具有在它们内部产生不希望的着色的强烈倾向。

如上所述的着色问题在线性脂族异氰酸酯如HDI(六亚甲基二异氰酸酯)的情况下已经得到处理，但所用技术不易于调换到支化型异氰酸酯，如在新戊基、环脂族和叔位置上的异氰酸酯，尤其因为这些支化异氰酸酯的反应性明显低于线性异氰酸酯的反应性，结果用于线性脂族异氰酸酯的催化剂在支化异氰酸酯的情况下通常获得了低，或甚至非常低的收率。

因此，有人提出了使用作为碱性阴离子的氟阴离子用于进行没有着色的线性脂族化合物的环化三聚合，但该技术不易用于环脂族化合物，因为在这些情况下收率明显更低。

有人已经叙述了异氰酸酯单体的脱气，用于使HDI环化三聚合。

因此，EP330966公开了借助氢氧化季铵使HDI三聚合的方法，其中将起始HDI脱除二氧化碳至低于20ppm(重量)的残余含量，以便将催化剂量减少至低于0.3wt％，用于减少最终反应混合物的着色。

EP524501公开了通过使用氢氧化三甲基苄基铵或氢氧化季铵作为催化剂从HDI制备包含异氰酸酯基和脲基甲酸酯基的多异氰酸酯的方法，其中氢氧化季铵上的取代基是任选被羟基取代的C₁-C₂₀烷基。在该文件中规定，起始HDI混合物含有少于10ppm CO₂。

然而，在该文件中举例说明的催化剂在三种情况下具有甲基取代基，第四取代基要么是苄基，要么是羟烷基。

US5,232,988公开了制备封闭的多异氰酸酯的方法，包括在季铵羧酸盐、酚盐或氢氧化物的存在下在环状二异氰酸酯如IPDI上进行三聚合反应，其中起始二异氰酸酯通过将它鼓泡到惰性气体中来处理。

US5,914,383公开了在作为催化剂的多氟化物的存在下包括亚氨基噁二嗪-二酮型的三聚体和任选异氰脲酸酯基团的多异氰酸酯组合物的制备方法。

该文件尤其公开了从HDI和IPDI制备上述类型的组合物的方法，其中，在适当的催化反应之前，除去溶解在起始异氰酸酯混合物中的气体。

DE19754748和EP927731公开了使用具有低氯含量的起始单体从IPDI制备多异氰酸酯的方法，尤其通过称之为“脲”方法的方法来获得。

另一方面，EP379914和US5,013,838推荐在使用由氟化铵或氟化鏻组成的催化剂的脂族和/或环脂族有机二异氰酸酯的三聚合过程中添加二氧化碳。

以上就是本发明的目的之一是要提供在避免产生不希望的着色的同时获得支化异氰酸酯三聚体的方法的原因。

本发明的另一目的是提供能够获得良好收率和良好生产率的方法。

本发明的又一个目的是提供使环脂族异氰酸酯和尤其IPDI(通常称为异佛尔酮二异氰酸酯)三聚合的方法。

本发明的再一个目的是提供通过改进用于该目的的催化体系的反应性来使环脂族异氰酸酯三聚合的方法。