脂肪族二异氰酸酯及其制备方法和用途

摘要

本发明提供了一类具有新的化学结构的脂肪族二异氰酸酯，为C_21-36脂肪族二异氰酸酯，具有和其他现有脂肪族异氰酸酯一样优异的性能，用于制备聚氨酯清漆、涂料、弹性体、胶粘剂、纺织整理剂、火箭推进剂等。本发明还提供了这类物质的制备方法，包括如下步骤：a)将具有特定结构的不饱和二元酸或其酯溶液经过催化加氢得到饱和二元酸；b)将所述饱和二元酸溶解于惰性溶剂中，加入酰氯化剂进行反应得到二元酸酰氯；c)加入叠氮化钠进行反应得到相应的叠氮化物；以及d)将所述叠氮化物进行异构化，分解得到所述脂肪族二异氰酸酯粗品。该方法具有条件要求较低，安全，环境友好，副反应少，收率高，容易在工业上广泛推广的特点。

主权项

1.一种制备脂肪族二异氰酸酯的方法，包括如下步骤： 步骤1： 给2000mL压力反应釜中加入500g桐油酸甲酯、123.5g丙烯酸甲酯和1.5g对苯二酚，用氮气置换釜中空气，加热升温至160～180℃，反应3.5小时得二元酸酯粗品，所得产品为下列二元酯的混和物，其结构式为： 降温将反应混和液抽入另一个2升的高压釜，再加入500g甲醇和30g湿润的、干重为15g含0.75g Pd的5％Pd/活性炭催化剂，分别抽真空、氮气置换、氢气置换；反应混合物于160～170℃，1.5～2.0MPa下搅拌7.5小时，直至氢气吸收完全，停止搅拌；用氮气压滤出物料，催化剂留在过滤器中；用500g甲醇将催化剂反向冲洗进反应釜，再加入另一份二元酸酯粗品，重复加氢，催化剂活性不降低，以相同的方法依次进行5次氢化，催化剂重复使用4次，将得到的无色透明的反应混合物常压蒸馏脱除溶剂，再减压脱除反应生成的硬脂酸甲酯，残余物用680mL 10％NaOH加热水解，等水解完全后用1∶1的盐酸调至中性，静置分去水层，加热脱水，得到饱和二元酸，留作下步用； 步骤2： 一个装有搅拌器的多颈瓶，装有插入式温度计和带干燥管的回流冷凝器，向其中加入352g步骤1的产物，1000mL甲苯，在40℃以下慢慢滴加147.75g氯化亚砜，加完后室温搅拌2小时，然后再加热回流4小时；改回流装置为蒸馏装置，蒸出过量的氯化亚砜和反应混合物中残余的HCl，得到饱和二元酸酰氯，反应混合液留做下步用； 步骤3： 一个装有搅拌器的多颈瓶，装有插入式温度计和带干燥管的回流冷凝器， 向其中加入步骤2的产物，在室温下从固体加料口加入162.5g叠氮化钠，然后缓慢加热至60℃，维持该温度10小时；降温过滤生成的氯化钠，得到饱和二元酸叠氮化合物，反应液留作下步用； 步骤4： 一个装有搅拌器的多颈瓶，装有插入式温度计和带干燥管的回流冷凝器，向其中加入饱和二元酸叠氮化合物，加热至120～140℃，至气体不再放出为止，将该反应混合液脱除溶剂，然后再减压分子蒸馏得目标产物1-丁基-3-异氰酸酯-4-(9-异氰酸酯任基)环己烷与1-己基-3-异氰酸酯-4-(7-异氰酸酯庚基)环己烷的混合物，外观为淡黄色油状液体，NCO含量为21.8-24.3％，结构式如下：