[发明专利]一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途

说明书

本发明涉及一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途，所述催化剂包括：5‑70％的活性组分、0.3‑3％的助剂，余量为载体；所述活性组分包括铈氧化物和/或镍氧化物。本发明中，通过对催化剂组分的合理设置，实现了二氨基甲酸酯制备中的高效制备，所述催化不仅提高了反应速率，同时也抑制了反应过程中副反应的进行，从而提高二氨基甲酸酯的收率，二氨基甲酸酯的收率最高可达到99％。

技术领域

本发明涉及二氨基甲酸酯领域，具体涉及一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途。

背景技术

间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)属于脂肪族多异氰酸酯，由于在苯环与异氰酸酯基间引入了亚甲基，使其具有出色的耐候性、出众的生产率、粘结性与色泽稳定性，在毒理性上相对其他异氰酸酯也较为有利，因此主要应用于耐变黄涂料、高档聚氨酯弹性体、高档聚氨酯眼镜片等。目前，工业上主要采用光气法生产XDI，该方法采用有毒原料光气，操作复杂，生产条件苛刻，设备费用高，环境污染严重，存在多种缺陷或者隐患。如CN110305041A公开了了一种直接光气化法合成含醚键二异氰酸酯的方法，具体步骤：(1)在10-40℃的惰性液体中通入光气进行溶解直至光气饱和；(2)继续通入光气的同时，滴加含醚键二胺溶液在10-40℃进行冷光化反应生成氨基甲酰氯；(3)升温至80-200℃下将氨基甲酰氯脱去氯化氢生成含醚键二异氰酸酯光化液；(4)对光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到含醚键二异氰酸酯。含醚键二异氰酸酯也属于脂肪族二异氰酸酯领域，其分子结构中除NCO基团外，在主链中引入了氧元素，使其下游制品具有优良的耐黄变性，又具有一定的硬度和强度；同时其下游制品还具备优良的耐高温性，满足下游产品性能的特殊要求。操作过程简单易控制，适合于工业化生产。CN101805272A公开了一种通过界面光气化反应制备的异氰酸酯的方法，包括以下步骤：(a)具有通式(II)的多胺的溶液流与光气的液流分别流经各自的混合器后，以30-180度的接触夹角注入到第一级反应器中，使多胺的溶液流与光气的液流接触、混合，并在界面上进行光气化反应；(b)所得到的光化液进入第二级反应器中，继续进行光气化反应，得到含异氰酸酯的光化液；(c)含异氰酸酯的光化液经分离、提纯后得到异氰酸酯产品。其缩短了光气化反应时间，提高了光气化收率和光化液质量，且所得到的光化液中异氰酸酯浓度可达到25～40wt％，因而具有良好的工业化价值。因此需要更加高效安全绿色的非光气制造方法来代替光气法。

常用的非光气法包括光气法主要包括氰酸盐法、重排法、加成法、直接催化法、氨基甲酸酯热解法等。然而，大部分的非光气法存在反应路径难以控制、副产物多且难以分离、原料成本昂贵等缺点。所有的非光气制备XDI方法中，氨基甲酸酯热解法因反应条件温和、副产物可循环利用、易于操作控制等优点而获得广泛关注。采用热解法生产XDI时，主要包括间苯二亚甲基二氨基甲酸酯(XDC)的合成及其热解两步。其中，中间体XDC的合成与分离纯化是该热解技术成功的关键。

尿素是一种无污染、高活性、廉价的重要化工原料，其分子结构中含有羰基、氨基，可以代替光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒物质应用于羰基化有机合成反应中。利用尿素和间苯二甲胺(XDA)为原料制备XDC获得广泛关注，已成为最有前景的XDC合成方法之一。

对于XDA和尿素羰基化，均相催化剂收率较高但难分离，不易回收，且易失活，而非均相催化剂反应时使用收率不够高，且使用高沸点溶剂，增加了生产的成本。

因此，急需开发一种制备间苯二亚甲基二氨基甲酸酯和分离纯化的方法，实现XDA向XDC的高效转化。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途，本发明提供的催化剂为多相催化剂，利用该催化剂可以实现二氨基甲酸酯的高效制备，二氨基甲酸酯的收率最高可达到99％。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，一种制备二氨基甲酸酯的催化剂，所述催化剂包括：5-70％的活性组分、0.3-3％的助剂，余量为载体；所述活性组分包括铈氧化物和/或镍氧化物。