[发明专利]非光气制备高纯度间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及异氰酸酯制备技术领域，具体涉及一种非光气制备高纯度间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法。所述的非光气制备高纯度间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法，先将间苯二甲胺和碳酸二甲酯在催化剂A作用下进行反应，得到间苯二亚甲基二氨基甲酸甲酯；再将间苯二亚甲基二氨基甲酸甲酯在催化剂B作用下进行分解反应，反应过程中通过氮气置换对甲醇进行放空，反应结束后进行减压蒸馏，得到间苯二亚甲基二异氰酸酯；催化剂A为以Lewis酸作为活性组分、以纳米SiO₂或TiO₂作为载体的负载催化剂，催化剂B为超细复合氧化物。本发明的制备方法，产品选择性好、收率高、纯度高、无催化剂残留，提高了产品品质，满足高端领域的需求。

技术领域

本发明涉及异氰酸酯制备技术领域，具体涉及一种非光气制备高纯度间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法。

背景技术

间苯二亚甲基二异氰酸酯（M-XDI），分子式为C₁₀H₈N₂O₂，分子量为188.06，其化学结构式如下：

。

由于异氰酸酯基团和亚甲基相连，所以它属于一种脂肪族异氰酸酯，比之于常用的芳香族异氰酸酯-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)生成的聚氨酯相比，具有反应快、干燥时间短、不黄变等优点，可以得到硬度高、稳定性好的漆膜，主要用于高档眼镜片、高档聚氨酯涂料油漆、软包装、户外密封剂、弹性体、皮革和胶黏剂等方面。

目前合成异氰酸酯类化合物主要有光气法和非光气法，现有光气法技术主要分为气相光气法和液相光气法。气相光气法因为需要高温高压，工艺技术难度大，开发应用的比较少。液相光气法又分为直接光气法和成盐光气法，直接光气法是将伯胺和光气直接反应制得相应的异氰酸酯，反应过程易生成脲类副产物；成盐光气法反应过程不易生成脲类副产物，因而在制备脂肪族、脂环族异氰酸酯时，通常采用成盐光气法。英国专利GB1162155A、GB1146664A和中国专利CN101203488A、CN1045578A、CN102070491A、CN105218422A均公开了成盐光气法制备相应的异氰酸酯的方法。

以上光气法工艺虽然在现有工业中比较普遍采用，但是该工艺类型中使用剧毒性光气，在使用、运输和储存过程中存在很大的危险性，需要采用多种严格的安全措施；反应过程中产生大量的氯化氢气体，对设备具有很强的腐蚀性，生产过程中对设备的要求也特别高，设备使用寿命短，存在多种缺陷或者隐患；此外，氯残留在产品中也严重影响着产品质量。随着人们环保意识的增强，寻找更加安全、高效和绿色的制造方法来代替光气法成为异腈酸酯制备技术发展的必然趋势。

非光气法制备异氰酸酯的报道也比较多，中国专利CN1590369A公开了以间苯二甲胺、二氧化碳、碱、脱水剂为反应物，在相应的溶剂中制备异氰酸酯，收率65%-87%，选择性98%。但是该方法需要在高压条件下进行，还要投入缚酸剂、脱水剂和大量溶剂，成本高，工业化可行性不大。

中国专利CN103351313A、CN102827035A、CN102659632A均公开了三光气法制备相应异氰酸酯的合成工艺，使用三光气和相应的胺或胺的盐酸盐在催化剂的条件下进行制备异氰酸酯。但是三光气在反应过程中依然会存在释放大量腐蚀性的氯化氢气体，腐蚀设备、污染环境，同时氯残留在产品中严重影响产品质量。