[发明专利]制备浅色TDI-多异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及基于甲苯二异氰酸酯的具有氨基甲酸酯基团的多异氰酸酯、其制备方法及其作为单组分和双组分聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

本发明涉及基于甲苯二异氰酸酯的具有氨基甲酸酯基团的多异氰酸酯、其制备方法及其作为单组分和双组分聚氨酯漆料中的多异氰酸酯组分的用途。

来自低分子量的多羟基化合物和甲苯二异氰酸酯（TDI）的具有氨基甲酸酯基团的多异氰酸酯早已为人所知，并例如描述在德国专利文件DE 870 400、953 012和DE 1 090196中。这种产品在聚氨酯漆料和涂料领域中，特别在木材涂漆中以及在胶粘剂领域中是非常重要的。当前通过使多羟基化合物与5至10倍摩尔量的甲苯二异氰酸酯反应、接着优选在薄膜蒸发器中蒸馏除去过量的起始二异氰酸酯来制备商业常见的产品。例如在DE-PS 1090 186或US-PS 3,183,112中描述了这种方法。在EP 0 546 399中，要求保护具有醚和氨基甲酸酯基团并基于多羟基聚醚和甲苯二异氰酸酯的具有 0.1%的游离TDI含量的多异氰酸酯。但是，由此方式制备的现有技术的多异氰酸酯具有基本缺点，即其如同大多数芳族多异氰酸酯那样具有明显高于脂族漆料多异氰酸酯的固有颜色。由于该固有颜色，它们只能有限地特别用于最近需求量更大的较浅色木材种类的涂漆，因为用其涂漆的部件看起来更深色，并且它们在涂漆之前就仅微弱的纹理在涂漆之后几乎不再可辨。

所用的TDI的固有颜色和浅色TDI的纯度不足都常造成变色的多异氰酸酯。因此不乏提供可用于制备较浅色芳族多异氰酸酯的TDI-品级的尝试。例如，EP 1 413 571中描述了通过将TDI-粗溶液预浓缩至 20%的溶剂含量、并且接着在隔壁式蒸馏塔中分馏来获得具有至少99.5%的TDI-含量和少于200重量ppm溶剂和/或氯化芳烃、少于100重量ppm可水解的氯和少于40重量ppm酸的产物馏分的方法。在US-PS 6,900,348和在相应的EP 1 187 808中，描述了通过使用具有 50 ppm的溴含量的光气可以获得较浅色的二苯基甲烷-二异氰酸酯。EP 0 816 333要求保护通过在分离出溶剂之前用氢气处理粗溶液来减轻TDI颜色的方法。

用于制备TDI的甲苯二胺（TDA）的特殊预处理也可能造成TDI-颜色减轻。例如，EP1 864 969要求保护制备较浅色TDI的方法，其中为此在光气化中使用的TDA包含少于0.1重量%的烷基化的环状酮，基于100重量% TDA计。在US-PS 5,872,278和相应的EP 0 866 057中，描述了在与光气反应前用含有路易斯酸-和/或布朗斯台德酸中心的固体处理所用的胺的方法。所得的异氰酸酯这时具有比使用未处理的胺制备的异氰酸酯更浅的颜色。

尽管用这些相对非常复杂的方法能够制备具有更高纯度和更浅颜色的TDI-品级，但在该处没有指出哪些次要组分对于多异氰酸酯在其制备过程中始终仍无法充分防止的变色负责，并且如何能够充分程度地防止该变色。因此始终仍迫切地需要浅色的芳族漆料多异氰酸酯。

本发明的目的是找到能够用于制备基于甲苯二异氰酸酯的具有氨基甲酸酯基团的浅色多异氰酸酯的方法。

可以用下面更详细描述的方法实现该目的。

本发明基于令人惊讶的观察，即通过使低分子量的多羟基化合物与5至10倍量的TDI反应、并且然后优选通过在真空中的薄膜蒸馏除去过量TDI，可以制备基于甲苯二异氰酸酯的浅色多异氰酸酯，其中所用的TDI具有 5重量ppm的2-氯-6-异氰酸根合-甲基环己二烯（CIMCH）含量。浅色在本文中是指这样制备的多异氰酸酯具有 50哈森（Hazen），优选30哈森，特别优选≤ 25哈森的基于DIN EN 1557测得的APHA-色值。

CIMCH能够以3种双键异构体的形式存在，它们可以以不同比例包含于TDI中。它们例如在TDI制备中由包含于所用的TDA中的1-氨基-2-甲基-环己烯酮形成，后者又可以在由二硝基甲苯（DNT）制备TDA时通过TDA的部分环氢化（Kernhydrierung）和用水替代氨基官能团来生成。也可以在通过甲苯的硝化制备DNT时已通过氧化进攻按比例地引入酮基官能团，其中首先生成硝基甲酚，其然后在随后的氢化中能够形成上述1-氨基-甲基-2-环己烯酮。