[发明专利]一种多亚甲基多苯基多异氰酸酯组合物及其制备方法

说明书

本发明提出了一种多亚甲基多苯基多异氰酸酯组合物及其制备方法。制备过程中采用了HCl汽提工艺，通过控制HCl中杂质(包括COCl₂、PI(苯基异氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷系列二异氰酸酯)这些潜在影响光气加合物含量的物质)含量，可以有效控制HCl汽提后反应液中光气加合物含量，提高多亚甲基多苯基多异氰酸酯组合物生产过程的熟化速率，及其与聚醚发泡后泡沫的压缩强度。且所述HCl汽提工艺简单，运行成本低，便于操作，对提高产品生产效率、改善产品应用性能具有一定效果。

技术领域

本发明属于异氰酸酯生产领域，涉及一种制备多亚甲基多苯基多异氰酸酯(亚甲基交联的多苯基甲烷多异氰酸酯)的方法。

背景技术

多亚甲基多苯基多异氰酸酯主要用于生产聚氨酯硬泡，主要应用于家电，其他还有冷库、集装箱、建筑保温材料等。现有poly-MDI应用过程会出现发泡后泡沫力学性能较差，特别是硬泡的压缩强度较低，无法满足使用要求。

多亚甲基多苯基多异氰酸酯的生产在本领域是众所周知的。主要工业化制备方法为：在溶剂存在下使苯胺与甲醛缩合形成多胺混合物，多胺混合物再进一步与光气反应生成多异氰酸酯混合物，然后再通过高温加热与减压蒸馏的方法脱除溶剂，得到粗异氰酸酯。而在这一过程中，若不加控制，会生成大量的光气加合物，光气加合物在高温下亦会分解产生二氯亚胺等影响产品色度及酸份的物质，且其本身也会影响色度、产品酸份。

对于光气加合物的脱除，领域内公开的是采用HCl汽提的方式可以降低反应液中光气加合物的含量。比如日本公开特许70220/1979公开了异氰酸酯生产过程中利用HCl汽提的方法，但此方法并不能有效的降低光气加合物含量，改善产品色度、酸份，且处理时间长，而且对于光气加合物的含量也没有明确的说明控制到什么程度，其仅公开了汽提方法。

中国公开专利CN93107749.4描述了poly-MDI中的光气加合物会影响产品的酸份、色度等等，并提出当存在光气时，加热也会导致光气加合物增加，但通过热处理先降低多胺与光气反应液中的光气后，再利用HCl气流对多胺与光气反应液进行热处理时，产品色度、酸份等出现了明显的改善，主要是经过HCl汽提光气加合物会转化为相应的盐酸加合物，同时盐酸加合物又会进一步热分解生成对应的碳化二亚胺化合物，从而降低了反应液中光气加合物的含量，但其并不涉及光气加合物含量的控制。

发明人在研究中发现，当光气加合物含量在一定范围内，会影响产品poly-MDI的发泡性能及生产过程的熟化速率。现有对于提高poly-MDI生产过程的熟化速率，一般主要通过提高温度来实现，但是提高温度会导致熟化过程生成的poly-MDI的二聚体含量增加，这是不利的。而对于poly-MDI发泡形成泡沫压缩强度的改善，一般主要从下游应用端进行改善，通过添加助剂、优化发泡工艺等，但都较为困难，存在一定副作用。因此如果能在产品生产过程中控制光气加合物的含量在合理的范围内，将会有效促进poly-MDI生产领域的发展。

一般用于汽提的HCl产生于异氰酸酯生产过程中，因此，该HCl气体中一般会夹带一定含量的COCl₂、PI(苯基异氰酸酯)、MDI等，发明人还发现这些物质会进一步反应生成光气加合物，若不加以控制，它们又会进一步与碳化二亚胺、脲等反应生成光气加合物，影响汽提效果，导致反应液中的光气加合物含量降低速率过慢，处理时间过长，甚至无法将光气加合物含量降低至控制范围内，因此为了有效控制汽提后反应液中光气加合物含量，需要脱除HCl中的COCl₂、PI(苯基异氰酸酯)、MDI(将它们统称为影响光气加合物含量的物质)。

对于分离HCl与光气的混合物，已知有很多方法实现这一目的。一般来说，化学分离HCl与光气的方法并不适用于异氰酸酯生成领域，这是因为常见的化学分离使用碱与HCl反应，不仅造成了HCl的损失，同时也会生成大量的副产物。例如DE1233854中，采用叔胺与HCl反应，形成固体盐酸盐化合物。而在JP09208589中，则选择碱金属化合物、碱土金属化合物或者是金属氧化物用于脱除反应过程生成的HCl。缺点都是因为大量HCl被消耗，无法进一步利用，且带来了新的副产物。