[go: up one dir, main page]

RU2007391C1 - Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов - Google Patents

Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов Download PDF

Info

Publication number
RU2007391C1
RU2007391C1 SU4944077A RU2007391C1 RU 2007391 C1 RU2007391 C1 RU 2007391C1 SU 4944077 A SU4944077 A SU 4944077A RU 2007391 C1 RU2007391 C1 RU 2007391C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
condensation
aniline
phosgenation
products
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
И.И. Константинов
О.В. Есин
А.И. Кормушечкина
Е.В. Курченко
Original Assignee
Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза filed Critical Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза
Priority to SU4944077 priority Critical patent/RU2007391C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2007391C1 publication Critical patent/RU2007391C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Использование: в производстве замещенных изоцианатов, в частности в способе получения полифениленполиметиленполиизоцианатов. Сущность изобретения: продукт - смесь полифениленполиметиленполизоцианатов. Реагент 1: изоцианатокарбамоилхлорид, полученный при конденсации анилина с формалином с последующим фосгенированием. Реагент 2: фенилизоцианат в количестве 1 - 3 моль на 1 моль формалина. Условия реакции: нагревание при 150 - 170С в присутствии катализатора - хлоридов аммония, цинка, железа, олова, взятых в количестве 1 - 3 мас. % от массы реакционной смеси. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения смесей полифениленполиметиленполиизоцианатов общей формулы OCNC6H4(CH
Figure 00000001
)nCH2C6H4NCO где n= 0-3.
Эти смеси известны под названием "полиизоцианат" (ПИЦ) и в качестве основного компонента (40-80% ) содержат смесь изомеров дифенилметандиизоцианата или МДИ (n= 0).
Известны способы получения ПИЦ путем конденсации анилина с формальдегидом в присутствии воды и различных катализаторов, отделения воды и избытка анилина от полученной смеси продуктов конденсации (аминов), фосгенирования аминов в среде инертного органического растворителя, отделения хлористого водорода, избыточного фосгена и растворителя из смеси продуктов фосгенирования.
С помощью известных способов, меняя условия взаимодействия анилина с формальдегидом и соотношение исходных реагентов, получают ПИЦ с различным содержанием МДИ и различными изомерными составами. Так, при использовании распространенных способов получения ПИЦ, включающих осуществление процесса конденсации анилина с формальдегидом в присутствии значительных количеств соляной кислоты, получают ПИЦ, содержащий преимущественно 50-70% МДИ, в составе которого более 90% 4,4'-изомера.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения ПИЦ путем конденсации анилина с формальдегидом в присутствии небольших добавок соляной кислоты (мольное отношение С6Н52: НСНО: НСl= (3-6): 1: (0,002-0,01), нагревания полученной смеси продуктов в присутствии гетерогенного алюмосиликатного катализатора, отгонки воды и избытка анилина из смеси продуктов конденсации, фосгенирования продуктов конденсации в среде инертного органического растворителя, отделения хлористого водорода, избыточного фосгена и растворителя из смеси продуктов фосгенирования.
В этом способе на первой стадии взаимодействия анилина с формальдегидом происходит образование промежуточных продуктов - аминобензиланилинов (АБА):
(n+2)С6Н52+(n+1)НСНО ->
-> С6Н5NН(СН2С6Н4NН)n x
x СН2С6Н42+(n+1)Н2О (1)
В присутствии катализатора происходит перегруппировка АБА в полифениленполиметиленполиамины (именуемые часто "полиамин"):
C6H5-NH(CH2C6H4NH)nCH2C6H4NH2__→ H2NC6H4(CH
Figure 00000002
)n-CH2C6H4NH2 (2)
После исчерпывающего отделения воды и избыточного анилина полиамин фосгенируют с образованием ПИЦ:
H2NC6H4(CH
Figure 00000003
)nCH2C6H4NH2+(n+2)COCl2__→
___→ OCNC6H4(CH2C6H3)nCH2C6H4NCO+2(n+2)HCl (3) В результате получают ПИЦ, содержащий 65-75% смеси изомеров МДИ, в составе которой 76-82% 4,4'-МДИ, 17-22% 2,4'-МДИ, 1-3% 2,2'-МДИ. Такой ПИЦ (с повышенным содержанием 2,4 -МДИ) находит применение в ряде рецептур жестких пенополиуретанов.
Недостатком этого способа является его значительная сложность, обусловленная необходимостью применения громоздкой аппаратуры для осуществления процесса нагревания реакционной смеси (перегруппировки) в присутствии гетерогенного катализатора и для исчерпывающей отгонки избыточного анилина перед фосгенированием. Кроме того, этот способ не позволяет получать ПИЦ с повышенным содержанием олигомеров с n >2 (и соответственно с пониженным содержанием МДИ, например 45-55% ), из-за опасности быстрого отравления гетерогенного катализатора полимерными продуктами.
Целью изобретения является упрощение процесса.
Поставленная цель достигается предложенным способом получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов формулы OCNC6H4(CH2C6H3)nCH
Figure 00000004
NCO,
где n= 0-3, путем конденсации анилина с формальдегидом в присутствии соляной кислоты при мольном отношении С6Н52: НСНО: НСl= (3-4): 1: (0,002-0,01), отгонки воды и избытка анилина из смеси продуктов конденсации, фосгенирования продуктов конденсации в среде инертного органического растворителя, отделения хлористого водорода избыточного фосгена и растворителя из смеси продуктов фосгенирования, причем в этом способе смесь продуктов фосгенирования после отделения хлористого водорода, фосгена и растворителя нагревают при 150-170оС в присутствии фенилизоцианата, взятого в количестве 1-3 моль на 1 моль формальдегида, использованного в процессе конденсации, и катализатора, выбранного из группы, включающей хлориды алюминия, цинка, железа, олова, и взятого в количестве 1-3% от массы изоцианатокарбамоилхлорида, с последующей отгонкой фенилизоцианата и его повторным использованием в процессе.
В отличие от известного в предложенном способе промежуточные продукты конденсации анилина с формальдегидом (АБА) не подвергают перегруппировке, а освобождают дистилляцией в вакууме от воды и основной части избыточного анилина, а затем подвергают фосгенированию, в результате чего АБА превращаются в соответствующие изоцианатокарбамоилхлориды (ИКХ):
C6H5NH (CH2C6H4NH)nCH2C6H4NH2+(n+2)COCl2___→
___→ C6H
Figure 00000005
C6H
Figure 00000006
H2C6H4NCO+(n+3)HCl (4) Исчерпывающая отгонка анилина из АБА не является необходимой, так как остаточный анилин в процессе фосгенирования АБА превращается в фенилизоцианат (ФИЦ):
С6Н52+СОСl2 -> С6Н5NСО+2НСl (5)
Присутствие ФИЦ в ИКХ не является препятствием для осуществления способа, так как способ предусматривает добавление ФИЦ к ИКХ.
Нагревание ИКХ с добавлением ФИЦ в присутствии катализатора приводит к его превращению в ПИЦ:
C6H5-
Figure 00000007
C6H
Figure 00000008
H2C6H4NCO__→
___→ OCNC6H4(CH
Figure 00000009
)nCH2C6H4NCO+(n+1)HCl (6) При нагревании ИКХ распадаются на ФИЦ и n- или о-хлорбензилизоцианаты, а последние в присутствии катализатора алкилируют ФИЦ, например, по реакциям (для n= 0):
C6H
Figure 00000010
H2C6H4NCO__→ C6H5NCO+ClCH2C6H4NCO (7) При изучении этой реакции с использованием катализаторов Фриделя-Крафта n- и о-хлорбензилизоцианаты обнаружены в качестве промежуточных продуктов.
OCNC6H5 + ClCH2C6H4NCO ->
-> OCNC6H4CH2CH4NCO + HCl. (8)
Эту стадию процесса проводят при 150-170оС. При более низких температурах скорость превращения весьма мала и в течение приемлемого промежутка времени не удается добиться полного превращения ИКХ в ПИЦ. При более высоких температурах заметными становятся скорости конкурирующих процессов - образования замещенных имидов тримеризации изоцианатов и т. п.
Количество катализатора должно составлять 1-3% от массы используемого ИКХ. При меньшем количестве катализатора мала скорость процесса и ИКХ не полностью превращаются в ПИЦ. Увеличение количества катализатора более 3% не оказывает существенного влияния на результат.
Добавление ФИЦ в количестве менее 0,5 моль на 1 моль исходного формальдегида не обеспечивает полноты превращения ИКХ в ПИЦ. Изменение количества добавляемого ФИЦ позволяет регулировать содержание МДИ в получаемом ПИЦ. Увеличение этого количества более 3 моль на 1 моль формальдегида приводит к получению продукта, сходного по составу с продуктом, получаемым по способу-прототипу.
Из продукта, получаемого после нагревания ИКХ с ФИЦ, отгоняют ФИЦ и используют его повторно. Полученный полиизоцианат в большинстве случаев может быть непосредственно использован для получения полиуретанов, так как присутствие катализаторов, использованных в процессе, не оказывает влияния на протекание реакций уретанообразования. В случае предъявления повышенных требований к составу ПИЦ, катализатор может быть экстрагирован из ПИЦ раствором фосгена в инертном органическом растворителе с последующим использованием полученного раствора на стадии фосгенирования АБА.
Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами.
П р и м е р 1. В колбу с мешалкой и обратным холодильником помещают 279,4 г (3 моль) анилина и 0,5 г 36% -ной соляной кислоты (0,005 моль НСl). Затем добавляют 83,3 г 36% -ного формалина (1 моль НСНО) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси была 20-40оС. Из реакционной смеси отгоняют воду и анилин при остаточном давлении 50 мм рт. ст. и температуре 90-100оС. Получено 198 г (АБА); выход по формалину количественный.
В колбу с мешалкой, термометром, барботером и обратным холодильником помещают 300 г хлорбензола, захолаживают смесью льда с солью и конденсируют в колбе 250 г фосгена. Аминобензиланилин (АБА), полученный в результате взаимодействия анилина с формалином, растворяют в 462 г хлорбензола и постепенно при перемешивании добавляют в колбу с раствором фосгена в хлорбензоле. Добавление раствора АБА ведут с такой скоростью, чтобы температура в колбе не превышала +10оС. По окончании добавления раствора постепенно поднимают температуру до 130оС и ведут фосгенирование до исчезновения осадка. После отдувки остаточного фосгена и отгонки хлорбензола получают 276 г изоцианаткарбамоилхлорида (ИКХ).
К полученному ИКХ добавляют 1 моль (119 г) фенилизоцианата и 2,76 г катализатора - AlCl3 (1% от массы полученного ИКХ). Реакционную смесь нагревают до 150оС. Окончание реакции определяют по прекращению выделения НСl. Затем отгоняют при пониженном давлении добавленный фенилизоцианат с последующим его использованием в других синтезах. Получают 238,5 г полиизоцианата. Данные по составу полученного полиизоцианата по этому и последующим примерам приведены в табл. 1.
П р и м е р ы 2-13. Процесс проводят аналогично примеру 1, изменяя соотношение реагентов в процессе конденсации, количество ФИЦ, природу и количество катализатора, температуру и время нагревания ИКХ с ФИЦ.
П р и м е р 14. К 100 мас. ч. оксипропилированного ксилита с мол. массой 800 добавляют 3 мас. ч. 33% -ного раствора ацетата натрия, 4 мас. ч. триэтаноламина, 1 мас. ч. эмульгатора КЭП-1, 12 мас. ч. вспенивающего агента - Хладона-113, перемешивают на механической мешалке в течение 60 с. В композицию добавляют 160 мас. ч. полиизоцианата, полученного в соответствии с примером 1, перемешивают 15 с и выливают смесь в форму. Вспенивание начинается через 32 с. Время гелеобразования 150 с, время подъема пены 200 с.
В табл. 2 приведены физико-механические и тепло-физические свойства полученного пенопласта в сопоставлении со свойствами пенопласта, приготовленного по способу-прототипу.
Как видно из примеров, предложенный способ позволяет получать смесь полифениленполиметиленполиизоцианатов (полиизоцианат), содержащую повышенное количество 2,4'-МДИ более простым способом.
(56) Производство и потребление изоцианатов за рубежом. Обзорная информация. Серия: Азот. промышл. : М. : НИИТЭХИМ, 1980.
Авторское свидетельство СССР N 1090687, кл. С 07 С 263/10, 1981.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ПОЛИФЕНИЛЕНПОЛИМЕТИЛЕНПОЛИИЗОЦИАНАТОВ общей формулы
    OCNC6H4(CH
    Figure 00000011
    )nCH2C6H4NCO
    где n = 0 - 3,
    конденсацией анилина с формальдегидом в присутствии соляной кислоты при их молярном соотношении (3 - 4) : 1 : (0,002 - 0,01) соответственно, отгонкой воды и избытка анилина из смеси продуктов конденсации с последующим фосгенированием продукта конденсации в среде инертного органического растворителя, отделением хлористого водорода, избыточного фосгена и растворителя из смеси продуктов фосгенирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, смесь продуктов фосгенирования после отделения хлористого водорода, избыточного фосгена и растворителя нагревают при 150 - 170oС в присутствии фенилизоцианата, взятого в количестве 1 - 3 моль на 1 моль формальдегида, используемого в процессе конденсации, и процесс ведут в присутствии катализатора, выбранного из группы: хлориды алюминия, цинка, железа, олова, взятого в количестве 1 - 3% от массы реакционной смеси, с последующей отгонкой фенилизоцианата и его повторным использованием в процессе.
SU4944077 1991-06-10 1991-06-10 Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов RU2007391C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4944077 RU2007391C1 (ru) 1991-06-10 1991-06-10 Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4944077 RU2007391C1 (ru) 1991-06-10 1991-06-10 Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2007391C1 true RU2007391C1 (ru) 1994-02-15

Family

ID=21578567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4944077 RU2007391C1 (ru) 1991-06-10 1991-06-10 Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2007391C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6576788B1 (en) Method for producing mixtures consisting of diphenylmethane diisocyanates and polyphenylene-polymethylene-polyisocyanates containing a reduced amount of chlorinated secondary products and with a reduced iodine color index
US7253321B2 (en) Process for the preparation of polyamines of the diphenylmethane series at a low degree of protonation
EP0234353B1 (en) Process for the production of tetramethyl xylylene diisocyanates
US4039580A (en) Process for preparing di(aminophenyl)methanes
US3676497A (en) Process for preparing di(aminophenyl)-methanes
US4377530A (en) Manufacture of isocyanates
KR100762760B1 (ko) Mdi, 특히 2,4'-mdi의 제조 방법
RU2415129C2 (ru) Процесс получения полиизоцианатов дифенилметанового ряда
US6992214B2 (en) Integrated process for the preparation of aromatic isocyanates and procedures for effecting the relative intermediate phases
EP0283757B1 (en) Am improved process for polymeric mda, recycle of finished polymeric mda
US6031136A (en) Process for preparing methylene diphenylamines by partial neutralization of acidic methylene diphenylamines
JPH11500155A (ja) ビウレット基含有ポリイソシアネートの製法
KR100244696B1 (ko) 밝은 색 폴리이소시아네이트 기재 발포체용 폴리아민의 제조 방법
US4597909A (en) Process for the production of polyisocyanates
RU2007391C1 (ru) Способ получения смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов
EP0088223A1 (en) Manufacture of isocyanates
JP4201881B2 (ja) 芳香族ウレタンの合成方法
JP2004262835A (ja) 芳香族イソシアネートの製造方法
JPS63183553A (ja) メチルカルバメートのリモネンへの付加によるシクロヘキシルモノーおよびジーウレタンの製造法
EP1268409B1 (en) Continuous process for the synthesis of aromatic urethanes
EP0016441A2 (en) A method for the preparation of a mixture of diphenyl methane dicarbamates and polymethylene polyphenyl carbamates
US20040029971A1 (en) Process for the synthesis of mixtures of methane diphenyl diamine and its higher homologues with a controlled isomer distribution
JPH01135758A (ja) 芳香族ポリカーバメートの製造法
EP0164494B1 (en) System for conveying conical articles
EP0546400A2 (en) A process for preparing polyamines and polyisocyanates

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20090611