[发明专利]一种活性稳定的异氰酸酯组合物及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种活性稳定的异氰酸酯组合物及其制备方法、应用，该组合物包括质量分数98％以上的4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯和0.4～2.5ppm的游离氯；采用所述异氰酸酯组合物与多元醇反应制备异氰酸酯预聚体，反应速率易于控制，所得预聚体粘度以及异氰酸酯基团(‑NCO)含量都具有较高的稳定性，所述异氰酸酯组合物具有较好的耐黄变性能，且固体料在贮存过程中外观稳定，不易出现桶芯发黄的现象。

技术领域

本发明涉及异氰酸酯领域，具体涉及一种活性稳定的异氰酸酯组合物及其制备方法、应用。

背景技术

二苯基甲烷二异氰酸酯，简称“MDI”，是合成聚氨酯材料的主要原料，广泛应用在建筑、制冷、包装和工业保温等领域。MDI因两个异氰酸酯基团在苯环上的位置不同，主要存在4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,2-二苯基甲烷二异氰酸酯等异构体。

MDI-100产品通常是指质量分数98％以上的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，产品的活性会影响涂料、胶粘剂、聚氨酯泡沫、弹性体等生产过程中的反应速率。

若异氰酸酯的活性过高，可能会导致异氰酸酯与多元醇反应速率不可控，反应温度和体系粘度上涨过快，出现凝胶等不良后果，同时还可能严重影响预聚体的贮存稳定性，导致贮存过程中预聚体中游离NCO质量分数下降、相对分子质量增大、粘度增加并伴有少量凝胶，最终影响预聚体正常使用；若将低活性的异氰酸酯产品用于预聚体合成，则反应速率可能较慢，反应时间的延长可能会影响生产效率。因此，如何得到活性稳定的MDI-100产品成为行业内急需解决的问题。

中国专利CN112142623A提供了一种低活性MDI-50产品的制备方法，该方法中提到，通过调节再精馏塔塔釜温度、4,4-MDI侧线采出温度和4,4-MDI侧线采出比例，可实现4,4-MDI侧线采出中游离氯的控制，但该方法无法同时实现4,4-MDI侧线采出中异构体的控制，同时，塔釜温度与负荷有关，直接影响生产能力，而侧线采出温度和侧线采出比例的调节对侧线游离氯的影响很有限，且该方法得到的产品游离氯含量较高。

目前二苯甲烷类异氰酸酯的生产工艺主要是用苯胺和甲醛在路易氏酸的催化作用下发生缩合反应生成多胺。多胺与光气于溶剂中经冷、热两步反应生成光化液，光化液再经过一系列的后处理脱除溶剂后制得粗MDI。粗MDI经过粗分离和再精馏即可产出MDI-100、MDI-50和聚合MDI等产品。

现有工艺下MDI-100产品中通常含有大于2.5ppm的游离氯和其他微量杂质，产品活性波动大，且固体料外观可能会出现发黄现象，影响下游应用和制品性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性稳定的异氰酸酯组合物及其制备方法、应用，通过控制游离氯和4,4-二氯二苯硫醚的含量使得到的产品活性稳定，且固体料外观稳定，有利于下游应用。

为实现上述目的，本发明提供了一种异氰酸酯组合物，包括质量分数98％以上的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和0.4～2.5ppm的游离氯。

优选的，所述的异氰酸酯组合物还包括2～10ppm的4,4-二氯二苯硫醚，所述4,4-二氯二苯硫醚结构式如下：

优选的，所述异氰酸酯组合物中，游离氯是在制备4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯过程中产生的，内源性游离氯的存在更加稳定，有利于保持异氰酸酯组合物的活性稳定，存储周期更长。

进一步地，所述的异氰酸酯组合物包括0.5wt％～2wt％的2,4-MDI、98wt％～99.5wt％的4,4-MDI、0～500ppm的2,2-MDI、0.4～2.5ppm的游离氯和2～10ppm的4,4-二氯二苯硫醚。