[发明专利]一种二聚脂肪酸二胺用于制备二聚脂肪酸二异氰酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二聚脂肪酸二异氰酸酯（DDI）的制备方法，特别涉及一种二聚脂肪酸二胺（DDAm）作为合成二聚脂肪酸二异氰酸酯的原料及它的制备方法，属材料化学合成技术领域。

背景技术

二聚脂肪酸二异氰酸酯（DDI）是一种长碳链二异氰酸酯，其分子结构中N=C=O官能团反应活性降低，是一种分子量大、毒性低的反应速度中等的脂肪族二异氰酸酯。

关于DDI的应用，在“文献二聚脂肪酸二异氰酸酯及其应用” （[J]，推进技术，1988，4：55-61）中已见全面的综述。DDI应用于端羟基聚丁二烯推进剂中可望提供良好的工艺性能，力学性能优良，且用作推进剂固化剂可延长推进剂药浆适用期。除了具有耐水、毒性低的优点外，DDI分子上的侧链在推进剂网络中可起到内增塑作用，从而降低高分子链间的极性作用，进而减弱低温下复合材料的内聚作用，从而可提供改善材料的低温力学性能。

由DDI制备的聚脲涂料是一种很好的室外涂料，它有好的抗气候性、高延伸率、抗磨性和对金属好的粘接性，适用于飞机、导弹涂层。

DDI和含羟基的丙烯酸季戊四醇在催化剂存在下于65℃反应得到的黏合剂仍含有羟基，配合联苯二胺黄、三甲醇丙烷、三丙烯酸酯、增塑剂、二苯酮和聚乙烯蜡等制成的新型油墨，每小时印刷量可达8000页。

在本发明作出之前，专利文献MARWAN RASIM KAMAL and EDGAR ROBERT ROGIER. Polyisocyanates and Derivatives（[P] GB1023390,1965，2）中公开了一种采用Cirtius重排法制备DDI的技术方案。Cirtius重排法技术是将二聚脂肪酸先制成二聚脂肪酰氯，进一步叠氮化制得二聚脂肪酸羰基叠氮，最后在溶剂中热解得到二聚脂肪酸二异氰酸酯。这一方法产率较高，但由于经历二聚脂肪酸羰基叠氮为不稳定的中间体而不易实现工业化生产，且经Cirtius重排法制得的DDI为三十六碳二异氰酸酯。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可用于制备二聚脂肪酸二异氰酸酯合成用的原料二聚脂肪酸二胺及它的制备方法，并提供一种反应条件温和、工艺简便可行，适合工业化生产的二聚脂肪酸二异氰酸酯的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种二聚脂肪酸二胺，它的结构式为：

其中，m = 3, n = 3, R = - , R′= -CH=CH-, R = -CH=CH-；或 m = 5, n = 4,  R = -CH₂- , R′= -, R= - 。

本发明提供一种二聚脂肪酸二胺的制备方法，包括如下步骤：

（1）按重量计，将30～80份醚类反应介质、4～8份金属氢化物还原剂和5份二聚脂肪酸二酰胺在冰水浴条件下混合后，升温回流还原反应12～50小时， 得到深黄色浑浊反应液；

（2）将上述反应液冷却后，再进行萃取、水洗及干燥处理； 

（3）在干燥处理后的萃取液中加入活性碳，进行10～30分钟的脱色处理；再经过滤，除去活性碳和干燥剂；对滤液进行减压蒸馏处理，除去其中的萃取剂后制得二聚脂肪酸二胺。

上述二聚脂肪酸二胺的制备方法中，所述的醚类反应介质为四氢呋喃、乙醚或二氧六环中的一种；所述的金属氢化物还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或氢化铝锂中的一种；步骤（2）中所述的萃取处理工艺为：用萃取剂萃取3～4次；合并萃取液，常温下对萃取液水洗1～2次；所述的萃取剂为二氯甲烷、二氯乙烷或氯仿中的一种；每次萃取剂的投入量与二聚脂肪酸二酰胺的重量比为3～6：1；每次水洗时的用水量与二聚脂肪酸二酰胺的重量比为2～4：1。

本发明还提供一种将二聚脂肪酸二胺用于制备二聚脂肪酸二异氰酸酯的方法，包括如下步骤：

（1）按重量计，将50～120份烃类溶剂、6份三光气和0～1份催化剂在反应器中混合，升温至60～100℃，得到混合溶液；按重量计，在30～60份烃类溶剂中加入5份二聚脂肪酸二胺，滴加到上述混合溶液中进行3～10小时的缩合反应；所述的二聚脂肪酸二胺的结构式为：

其中，m = 3, n = 3, R = - , R′= -CH=CH-, R = -CH=CH-；或 m = 5, n = 4,  R = -CH₂- , R′= -, R= - ；