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822-06-0 / 六亞甲基二異氰酸酯的制備

背景及概述[1][2]

六亞甲基二異氰酸酯簡稱HMDI,無色或淺黃色液體,有臭味。其蒸氣壓高,在空氣中濃度高,可刺激鼻、呼吸道。大鼠經 口LD50710mg/kg。工作場所最高允許濃度 0.02×10-6。市售品通常將本品制成改性體出售,如本品與多元醇的加成物、本品與縮二脲的加成物、本品與三聚異氰酸的加成物。用途:用作涂料原料,制備聚氨酯涂料,這種涂料的附著性、耐磨性、耐沖擊性、彈性、耐藥劑性、耐氣候性等均很優良,且無黃變之慮,廣泛用于木材、金屬、塑料、橡膠、紙張、皮革、水泥。

制備[1-2]

六亞甲基二異氰酸酯的制備

制法一:①以丙烯腈為原料,將其電解,生成 二聚物己二腈,再以阮萊鎳為催化劑,加氫,生成六亞甲基二胺,再與光氣作用,可得粗制[1]。中和后,除去水相,油相進一步減壓精餾,可得精制[1]。

六亞甲基二異氰酸酯的制備

② 以己二胺為原料,與二氧化碳在氯苯溶 液中反應,生成己二胺碳酸鹽,低溫下與光氣反應,生成己二胺碳酰氯,再在高溫下使己二胺碳 酰氯分解,生成粗制[1],降溫后,過濾,減壓,蒸 出氯苯回收,再減壓精餾精制,可獲得[1]。

制法二:一種制備1,6-己二異氰酸酯的方法,其特征是:

a)第一步是粗1,6-己二異氰酸酯合成工序,利用冷媒對冷光化釜(1)進行冷卻,再利用熱媒對熱光化釜(2)加熱到不同溫度,以鄰二氯苯、氯苯為溶劑,在催化劑作用下己二胺同過量光氣進行低溫光化和高溫光化兩步反應,在高溫光化段同時發生熱裂解反應,使中間產物1,6-己二氨基甲酰氯進一步分解成1,6-己二異氰酸酯,從反應液中蒸出催化劑、氯苯并回用,用氮氣將光化反應液中的殘余光氣及副產物氯化氫氣體驅除送到光氣吸收及破壞系統進行處理;包括:

(i)將己二胺經加熱熔融與鄰二氯苯配制成己二胺溶液,

(ii)在冷光化釜(1)中加入催化劑、氯苯,并通入光氣打底,1~5小時后,當冷光化釜(1)出現溢流時,緩慢滴加己二胺溶液,在10~80℃溫度下進行低溫光化反應,己二胺同光氣光化反應生成氨基甲酰氯-氨基鹽酸鹽,保持冷光化釜(1)光化時有過量光氣,

(iii)在冷光化釜(1)中的液位達到溢流位置時,開始自動流入到熱光化釜(2),保溫1~5小時,利用熱媒將物料緩慢升溫至60~100℃,保溫1~5小時,繼續升溫至130~140℃時,進行高溫光化反應,反應時間約1~5小時,氨基甲酰氯-氨基鹽酸鹽與光氣進一步反應轉化成二氨基甲酰氯,在高溫光化段同時發生熱裂解反應,使中間產物1,6-己二氨基甲酰氯初步分解成1,6-己二異氰酸酯,保持冷光化釜(1)和/或熱光化釜(2)光化時有過量光氣,

(iv)延長高溫光化段反應時間1~6小時,使中間產物1,6-己二氨基甲酰氯進一步分解成1,6-己二異氰酸酯,部分催化劑、氯苯、殘余光氣和副產物氯化氫氣體被蒸出,經光化冷凝器(5)冷凝,不凝性氣體氯化氫、殘余光氣去吸收及破壞系統,冷凝的液相全部回流冷光化釜(1)和/或熱光化釜(2),回流2小時后,關閉回流閥,冷凝的液相改去溶劑儲槽(4),收集蒸出的部分催化劑和氯苯供下一批次循環使用,再將熱光化釜(2)升溫至150~200℃,通入光氣及氮氣,繼續反應1~16小時,使殘余中間產物1,6-己二氨基甲酰氯全部分解成1,6-己二異氰酸酯,至物料清晰透明后,采樣,分析結果符合指標,光化反應結束,

(v)在冷光化釜(1)和/或熱光化釜(2)中繼續通入氮氣2~3小時,將光化反應液中的殘余光氣及氯化氫氣體驅除送到光氣吸收及破壞系統進行處理,再蒸出熱光化釜(2)中剩余催化劑和氯苯到溶劑儲槽(4),得到粗1,6-己二異氰酸酯溶液,并用氮氣將熱光化釜(2)中物料壓到冷卻釜(3)中;

b)第二步是1,6-己二異氰酸酯精餾工序,是將合成的粗1,6-己二異氰酸酯溶液 先用蒸餾方法除去鄰二氯苯,再將剩余的粗1,6-己二異氰酸酯與DEIP溶劑按一定的比例混合后進行精餾,分離得到純1,6-己二異氰酸酯產品;包括:

(i)從冷卻釜(3)來的粗1,6-己二異氰酸酯溶液經換熱器(6)加熱到80~100℃,進入粗蒸塔(7)中部,啟動真空泵(13),控制真空度為0.070~0.089MPa,用熱媒將粗蒸塔(7)塔底再沸器溫度升到145~175℃時,啟動塔頂冷凝器,冷凝下來的液相一部分回流滿足操作條件,另一部分引出鄰二氯苯供下一批次配制己二胺溶液循環使用,一次進料粗蒸時,蒸出全部鄰二氯苯后,繼續蒸出氯化單異氰酸酯做其他使用,粗蒸塔(7)塔底物料強制循環,間斷出料,合格后去粗品溶劑儲槽(8),

(ii)將粗品溶劑儲槽(8)中粗1,6-己二異氰酸酯與DEIP儲槽(9)中DEIP溶劑按一定的比例混合,經換熱器(10)加熱到170~190℃,進入攪拌加熱釜(11),用熱媒將攪拌加熱釜(11)溫度升到170~190℃時,釜底物料強制循環,物料氣化進入精餾塔(12)中部,啟動真空泵(13),控制真空度為0.070~0.089MPa,啟動塔頂冷凝器,冷凝下來的液相一部分回流滿足操作條件,另一部分引出純1,6-己二異氰酸酯成品,塔底引出DEIP循環使用,攪拌加熱釜(11)中殘渣定期排出,焚燒處理。

應用[3]

一種HMA-HDI-HMA雙丙烯酸酯大分子單體的制備方法,涉及有機化合物的合成方法,向帶有冷卻夾套的密閉反應裝置通入干燥氮氣,置換釜內氣體3次,排除內部的水分,再將含水量小于0.03%的丙烯酸羥酯類單體和占酯類單體質量0~0.05%催化劑加入其中;開動攪拌,溫度恒定維持在15-25℃時,按丙烯酸羥酯類單體:1,6-己二異氰酸酯摩爾比1:2~1:2.1的比例,在邊攪拌邊滴加的方式下,滴加1,6-己二異氰酸酯,60min滴加完畢,減壓除去未反應的過量1,6-己二異氰酸酯,制得HMA-HDI-HMA雙丙烯酸酯大分子單體。本發明反應流程更簡短,反應速度更迅速。制備方法工藝簡單、易于操作,且成本低廉。

主要參考資料

[1] 實用精細化工辭典

[2] CN200910210660.1 連續制備1,6-己二異氰酸酯的方法

[3] CN201310129605.6一種HMA-HDI-HMA雙丙烯酸酯大分子單體的制備方法

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