[发明专利]一种低PI类物质含量异氰酸酯及其制备方法

说明书

本发明提供一种低PI类物质含量异氰酸酯及其制备方法，该方法步骤包括通过甲醛与苯胺在酸性催化剂条件下反应制备二苯基甲烷系列的二胺和多胺(DAM)，以及所述的DAM通过光气化反应制备异氰酸酯；其中所述制备的DAM中的胺释放类物质总含量＜300ppm，优选＜100ppm，更优选＜50ppm。本发明中，所述低PI类物质含量异氰酸酯中的PI类物质含量＜20ppm，优选＜10ppm，更优选＜7ppm。本发明方法可以从源头上减少所制备异氰酸酯中的PI类物质含量，得到高品质的异氰酸酯产品。

技术领域

本发明属于异氰酸酯制备技术领域，具体涉及一种低PI类物质含量的异氰酸酯及其制备方法。

背景技术

二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯(MDI)是用于生产聚氨酯的主要原料。在本领域，MDI的制备方法一般是众所周知的，以苯胺和甲醛在酸性催化剂条件下反应制备二氨基甲烷系列的二胺和多胺(DAM)，再经过光气化反应生成二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯(MDI)。

在液相光气化反应生产MDI的过程中，为提高光气与DAM的混合强度及反应效果，通常在反应过程中加入大量有机溶剂，如氯苯、邻二氯苯等，在反应结束后通过溶剂分离回收溶剂循环使用。然而在MDI的生成过程中，会产生一些轻组分杂质，如PI类物质(异氰酸苯酯/甲基异氰酸苯酯)、MDI、HCl、氯苯等，其中少量PI类物质会进入产品MDI中。若MDI中PI类物质含量过高如超过50ppm时，将显著影响异氰酸酯产品质量，造成下游客户应用过程中聚合物结构、拉伸强度等物理性质改变，从而影响下游应用稳定性。而剩余的大部分PI类物质进入回收溶剂中，与体系中作为原料的胺类物质反应，生成缩脲类物质，堵塞反应系统，对装置的长周期稳定运行产生影响。

目前国内外已有研究主要提到通过控制溶剂中二异氰酸酯含量或通过蒸馏等手段分离异氰酸酯及溶剂来控制进入溶剂循环或产品中的PI类物质的含量，如专利CN101302174A公开了一种生产异氰酸酯的方法，通过溶解在溶剂中的胺类物质与在相同溶剂中的光气进行反应生产相应的异氰酸酯，对粗制的异氰酸酯溶液分离得到异氰酸酯和溶剂，通过对用于生产胺溶液的再循环溶剂进行处理，减少光气和二异氰酸酯的含量，通过蒸馏对再循环溶剂进行纯化，使二异氰酸酯及光气含量小于100ppm。专利CN101698652B提供了一种循环溶剂的净化方法，采用外加脱除剂(聚乙二醇(PEG)或无水乙醇(C2H5OH))与-NCO基团杂质反应的处理方法，利用精馏对生成的重组分与DEIP进行分离，在塔顶得到纯净DEIP返回循环溶剂储槽，塔釜得到的被反应掉的NCO组分和原有的重组分去残渣脱除系统，保证装置正常运行。上述方式在一定程度上消除了溶剂中PI类物质在系统中循环累积，造成异氰酸酯产品中PI类物质含量高，影响装置长周期运行稳定性的问题，但涉及到对溶剂的蒸馏等纯化过程或外加脱除剂等，引入了其他物质，对体系影响难以评估，同时增加了操作复杂性及生产过程中的能耗。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种低PI类物质含量异氰酸酯及其制备方法，该方法从源头研究在DAM光气化过程中产生PI类物质的影响因素及物质，通过控制该物质的生成从根本上减少了所制备异氰酸酯中的PI类物质含量，本发明中所述PI类物质是指在MDI的生成过程中，产生异氰酸苯酯及其衍生物杂质，主要包括异氰酸苯酯、甲基异氰酸苯酯等。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种低PI类物质含量异氰酸酯的制备方法，步骤包括通过甲醛与苯胺在酸性催化剂条件下反应制备二苯基甲烷系列的二胺和多胺(DAM)，以及所述的DAM通过光气化反应制备异氰酸酯；其中所述制备的DAM中的胺释放类物质总含量＜300ppm，优选＜100ppm，更优选＜50ppm。

本发明中，所述低PI类物质含量异氰酸酯中的PI类物质含量＜20ppm，优选＜10ppm，更优选＜7ppm。