[发明专利]制备具有二聚体、三聚体和/或脲基甲酸酯和任选的氨基甲酸酯结构的多异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及制备具有二聚体、三聚体和/或脲基甲酸酯和任选的氨基甲酸酯结构的多异氰酸酯的方法。

通过低聚制备的具有低单体含量的多异氰酸酯早已为人所知。

在综述文章“Zur Synthese aliphatischer Polyisocyanate –Lackpolyisocyanate mit Biuret-, Isocyanurat- oder Uretdionstruktur”[关于具有缩二脲、异氰脲酸酯或脲二酮结构的脂族多异氰酸酯/涂料多异氰酸酯的合成](Laas,Halpaap, Pedain, J. prakt. Chem., 336, 185-200, (1994))中，描述了过量二异氰酸酯或混合物在催化下的低聚反应(例如三聚反应)，随后终止反应和蒸馏处理反应混合物(仍含有起始二异氰酸酯)。通过适当选择催化剂，需要相对少量的催化剂；然而，所有添加剂，例如催化剂、催化剂稀释剂、助催化剂、终止剂(stopper)等，导致产生副产物，其在未转化的起始二异氰酸酯的回收中和在产物中，引起诸如固体形成、变色、不稳定性等问题。

在催化的低聚(例如三聚、二聚或脲基甲酸酯化)中，反应不是在添加催化剂之后直接开始。该体系具有或长或短的潜伏时间(incubation time)，其中首先必须由催化剂和助催化剂或稀释剂，或由二异氰酸酯和催化剂形成适当活性的实体，以便开始可以察觉的反应。从方法工程角度来看，这是不期望的，并且这降低了空间/时间产率。

所有的异氰酸酯低聚表现出明显的放热行为，这意味着，从方法工程角度来看，在反应已开始之后，必须强烈冷却经升温并在温度上受控的反应混合物。散热是一个问题，尤其是在大批量反应中。因此，通过快速减少所添加催化剂的量，试图使反应速率最小化，这转而降低了空间/时间产率。此外，所导致的温度波动影响所制备的多异氰酸酯产物的品质(例如组成)。

US 2011/0046300 A1：描述了连续制备含有缩二脲结构的多异氰酸酯的特殊情况，其中首先产生的脲和缩二脲结构的重组(再缩二脲化(rebiuretization))随着在第2阶段中加入的异氰酸酯发生。这样的程序对于基本上稳定的三聚体结构是不可能的。

US 2013/0023659 A1：描述了基于MDI的共混产物，其中没有在第2阶段中使用的MDI的反应，并且没有蒸馏分离过量的单体。

US 2004/0006228 A1：描述了TDI的三聚和为了使单体含量最小化而在实际三聚反应接近结束时加入另外的TDI。它涉及适用于TDI产品的单体含量的特殊修改，而不影响所生产的产品的其它一般性质。

WO 2015/124504：在实验2中描述了HDI的三聚。初始将蒸馏回收的HDI与新鲜的HDI产品一起引入，然后加入催化剂进行三聚。描述了反应温度对产物品质的影响，以及有时非常强烈的温度波动。

目的是减少所需催化剂的比例，在很大程度上避开潜伏时间(以节省反应时间)以及防止伴随强烈温度波动下的大量热量发展。

该目的通过下述方法来实现。

本发明的主题是一种制备具有二聚体、三聚体和/或脲基甲酸酯和任选的氨基甲酸酯结构的多异氰酸酯的方法，其中

a) 异氰酸酯组分A，其由

≥70重量%至≤100重量%的一种或多种二异氰酸酯和

≥0重量%至≤30重量%的一种或多种单异氰酸酯和/或一种或多种异氰酸酯基团官能度＞2的异氰酸酯组成

b) 任选地与异氰酸酯反应性组分B，和

c) 在一种或多种催化剂C的存在下

低聚形成二聚体、三聚体和/或脲基甲酸酯结构和任选的氨基甲酸酯结构(I)，以热和/或化学方式中断反应(II)，和任选地从所得的多异氰酸酯中除去组分A的过量异氰酸酯低至＜1重量%、优选≤0.5重量% (III)，其特征在于