[发明专利]从有机溶液中去除单异氰酸酯的方法

说明书

从在溶剂与聚异氰酸酯产物分离时获得的工艺流中去除单异氰酸酯杂质。所述单异氰酸酯与胺化合物以特定摩尔比反应以产生脲。所述脲可以通过燃烧、填埋或以其它方式丢弃。或者，所述脲可再循环回到聚异氰酸酯制造工艺中，其中所述脲形成为可与所述聚异氰酸酯产物一起保留的缩二脲化合物。

本发明涉及从有机溶液中去除单异氰酸酯的方法。

工业上大量生产聚异氰酸酯。它们的主要用途是用作制造聚氨酯和聚脲聚合物的原料。

单异氰酸酯有时作为制造工艺的副产物产生。例如，当制造二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或聚合MDI时，通常会产生少量的异氰酸苯酯。“聚合MDI”是MDI的一种或多种异构体和具有至少三个异氰酸苯酯基的一种或多种聚亚甲基聚异氰酸苯酯的混合物。

这些单异氰酸酯通常从产物中去除。在MDI或聚合MDI的情况下，当将产物与反应溶剂分离时，经常会去除异氰酸苯酯。这产生了含有溶剂、大部分异氰酸苯酯和少量MDI或聚合MDI的物流。

通常将溶剂再循环，但为此必须将单异氰酸酯从溶剂中去除，以使单异氰酸酯不会随时间积聚。特别是在异氰酸苯酯的情况下，由于潜在的毒理学考虑，该化合物的去除和破坏非常重要。

因此，需要一种从溶剂流中去除单异氰酸酯的有效且廉价的方法。

一些先前的方法已经利用了异氰酸酯基的反应性将单异氰酸酯转化为易于与溶剂分离的固体材料。因此，EP 1,773,755描述了催化异氰酸苯酯的三聚反应以形成异氰脲酸三(苯基)酯。US 4,745,216描述了使异氰酸苯酯与具有氨基或羟基官能基的聚合物珠粒反应。US 4,405,527描述了使异氰酸苯酯与化学计量或更大量的多胺或二醇反应，以将其转化为氨基甲酸酯或脲。

所有这些方法都有明显的缺点。有可能会增加原材料的成本。这些添加的原料代表了另一种杂质来源，在溶剂再循环之前，必须将其自身再次从溶剂中严格去除，以避免积聚。水是廉价的，但往往导致单异氰酸酯向脲转化率低的缓慢反应，并且还倾向于产生单胺副产物，这是另一种污染源。如US 4,405,527中那样添加化学计量的或更大量的多胺会特别成问题，因为它们常常不被完全消耗或去除。当这些多胺与溶剂一起再循环时，它们会发生不想要的反应，在某些情况下会消耗所需的聚异氰酸酯产物，从而降低产率并形成较高分子量的杂质，这会增加粘度并改变产物的其他特性，如果留在产物中，如果要去除它们，它们将带来一个困难的分离问题。未反应的多胺也可以被光气化以形成不想要的聚异氰酸酯物质，所述物质很难从所需产物中去除。另外，添加某些多胺常常迅速产生相应的聚脲的浓浆料，这在工业规模上很难处理。

本发明是一种从有机溶剂中去除有机单异氰酸酯的方法。所述方法包括：

a)使i)起始溶液与ii)至少一种可溶于一种或多种有机溶剂中的胺接触，所述起始溶液含有基于所述起始溶液的重量至少85重量％的一种或多种对与异氰酸酯和胺基的反应呈惰性的有机溶剂以及基于所述起始溶液的重量至多15重量％的包括至少一种单异氰酸酯的有机异氰酸酯化合物，所述胺具有至少一个伯氨基或仲氨基，其比例足以提供每当量所述起始溶液中的异氰酸酯基0.01至0.80当量的伯氨基和/或仲氨基；和

b)使所述单异氰酸酯的至少一部分与所述胺的至少一部分反应以形成一种或多种脲化合物。

此工艺产生脲化合物，包括对应于单异氰酸酯和胺化合物的反应产物的脲化合物。

单异氰酸酯化合物的良好转化率可在较短的反应时间内实现。反应趋于产生稀浆料，其仍易于搅拌且易于处理。这样可以使脲化合物在液相中保持溶液或悬浮液状态，直到将反应混合物转移进行进一步加工为止。与例如US4，405，527中描述的方法相比，这代表了主要优点。