[发明专利]N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及N,N‑二甲基‑4‑环己胺基环己基甲烷及其制备方法和应用。该方法将HMDA反应过程中的副产脱氨轻组分与甲醛、氢气在催化剂的作用下，在一定的温度及压力下，经过加氢和甲基化制备N,N‑二甲基‑4‑环己胺基环己基甲烷。所得的N,N‑二甲基‑4‑环己胺基环己基甲烷经过提纯之后可以用作聚氨酯催化剂，本发明实现了HMDA副产的有效利用，且由其制备的聚氨酯泡沫具有气味低，物理性能优良等优点。

技术领域

本发明涉及二氨基二环己基甲烷生产过程中副产脱氨混合物的利用。具体的说，是以脱氨混合物为原料制备的N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷及其制备方法和用途。

背景技术

二氨基二环己基甲烷(简称HMDA)是制备环氧树脂固化剂，聚酰胺，二异氰酸酯二环己基甲烷(HMDI)的原料。通常是以二氨基二苯基甲烷(MDA)为原料，在氢气和加氢催化剂的作用下反应制得。但是在HMDA的制备过程中，原料MDA会发生脱氨、中间品以及产品也会发生脱氨反应生成一系列的脱氨轻组分混合物。目前这种产物尚且没有有效的利用方法，只能花钱请有资质的环保公司作为废液处理。其产生过程如下:

因此在生产HMDA的过程中会产生以下四种脱氨轻组分的混合物：

现有技术没有关于HMDA生产过程中副产脱氨利用的方法，且尚未发现将N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷用作聚氨酯泡沫催化剂的报道。本发明将HMDA生产过程中副产的脱氨混合物精馏出来，通过加氢和甲基化得到N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷，并将其用作聚氨酯催化剂。

另一方面，叔胺催化剂一般具有恶臭，是令人讨厌的，由于它们的分子量低，所以许多叔胺挥发性高，在泡沫塑料加工过程中释放的叔胺，可能存在相当大的安全和毒性问题。在消费者使用过程中不希望有残余的胺释放。另一方面，预混料反应型的胺催化剂催化效率低、成本高，不适用于硬质泡沫塑料加工过程。

发明内容

本发明提供的新催化剂N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷的结构与N,N-二甲基环己胺的结构很相似，但分子量要大。其催化效果也与N,N-二甲基环己胺相似，但饱和蒸气压相对低很多。该新型催化剂是一种低黏度的中等活性胺类催化剂，用于冰箱硬泡、板材、喷涂、现场灌注聚氨酯硬泡。该类催化剂对凝胶和发泡都有催化作用，对硬泡的发泡反应和凝胶反应提供较平衡的催化性能，它对水与异氰酸酯的反应(发泡反应)的催化更强，同时对多元醇与异氰酸酯的反应也有适中的催化性，它是泡沫反应的强初始催化剂。除用于硬泡，也可用于模塑软泡及半硬泡等的辅助催化剂。

本发明目的在于将HMDA制造过程副产物脱氨轻组分进行利用而提供一种以脱氨混合物为原料制备N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷的方法并将产品用作制备聚氨酯泡沫的催化剂。实现废物利用，而且N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷作为聚氨酯泡沫的催化剂，能够有效避免常用的聚氨酯泡沫催化剂在使用过程中产生令人不愉快气味的问题。

本发明采用以下技术方案：

用作制备聚氨酯泡沫的催化剂的N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷，其结构式如下：

本发明另外提供了一种制备N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷的方法，包括以下步骤：

精馏提纯后的HMDA反应过程中的副产脱氨轻组分与甲醛、氢气在催化剂的作用下，进行加氢和甲基化反应，得到油水两相的反应液，其中油相主要含有N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷，水相主要含甲醛；将反应液分相(例如经碱洗)，油相再进行精馏提纯得到N,N-二甲基-4-环己胺基环己基甲烷。