[发明专利]一种脂肪族脲二酮的制备方法

说明书

本发明公开了一种脂肪族脲二酮的制备方法，具体制备过程如下：在30℃‑50℃的常压下，向反应容器中通入干氮气，同时向其中加入二异氰酸酯和初级催化剂，反应一段时间后，检测反应体系中NCO％的含量无变化时，加入共催化剂，直到反应单体残留量低于0.5％，然后在30‑100℃下通过减压蒸馏从反应混合物中分离出共催化剂。本发明通过初级催化剂进行催化反应后，当反应达到一定程度时，通过加入一定量的环氧化合物作为共催化剂，可以使反应继续进行，从而可以消耗掉剩余的异氰酸酯单体，因此避免了分离单体，可以有效提高生产效率，更有利于工业化生产的实现。

技术领域

本发明属于粉末涂料原材料制备领域，涉及一种线性(环)脂肪族脲二酮的制备方法。

背景技术

在含有脲二酮的多异氰酸酯当中，线性的(环)脂肪族脲二酮是非常有价值的原料，例如，它们可以作为原料组份制备自封闭的聚氨酯粉末涂料交联剂。

通过催化反应将单体脂族或环脂族进行二聚反应，形成线性的(环)脂肪族脲二酮的技术是已知的。目前，有二种催化剂体系可用来获得线性的(环)脂肪族脲二酮。

EP-A45995描述特殊的全烷基化氨基膦作为完全二聚(环)脂肪族异氰酸酯的催化剂的应用。使用优选的二聚催化剂,即六甲基亚砗三酰胺(三(二甲氨基)膦),允许制备线性的(环)脂肪族脲二酮。EP-A317744描述一种以4-二烷氨基吡啶为催化剂,如4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化制备线型(环)脂族脲二酮的方法。但是，上述两种催化剂体系都存在对(环)脂肪族异氰酸酯具有催化活性不足的缺点，当催化二聚反应达到一定程度，二聚反应无法继续进行，需要通过薄膜蒸馏的方法分离出未反应的单体，从而这种方法存在效率低，在工业规模的生产中难以实现的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脂肪族脲二酮的制备方法，通过初级催化剂进行催化反应后，当反应达到一定程度时，通过加入一定量的环氧化合物作为共催化剂，可以使反应继续进行，从而可以消耗掉剩余的异氰酸酯单体，因此避免了分离单体，可以有效提高生产效率，更有利于工业化生产的实现。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种脂肪族脲二酮的制备方法，具体制备过程如下：

在30℃-50℃的常压下，向反应容器中通入干氮气，同时向其中加入二异氰酸酯和初级催化剂，反应一段时间后，检测反应体系中NCO％的含量无变化时，加入共催化剂，直到反应单体残留量低于0.5％，然后在30-100℃下通过减压蒸馏从反应混合物中分离出共催化剂；

优选地，二异氰酸酯为同分异构的戊烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸脂、庚烷二异氰酸酯、辛烷二异氰酸酯、壬烷二异氰酸酯、癸烷二异氰酸酯十一烷二异氰酸酯和十二烷二异氰酸酯以及异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。

优选地，初级催化剂的结构式如(I)所示；

其中式(I)中R₁和R₂是相同或不同的1至8个碳原子的烷基或者与R1和R2所连接的氮原子一起形成5元或6元环；

优选地，初级催化剂为4-二甲氨基吡啶、4-二乙氨基吡啶、4-吡咯烷并吡啶、4-哌啶并吡啶和4-(4-甲基哌啶基)吡啶中的一种。

优选地，初级催化剂为4-二甲氨基吡啶。

优选地，初级催化剂用量为1-2wt％。

优选地，共催化剂的结构式如(II)所示:

其中式(II)中R₁和R₂为-H、-CH₃或-CH₂Cl中的一种；