PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE ISOCIANATOS CLAROS.

Procedimiento para la preparación de isocianatos por reacción de una amina o una mezcla de dos o más aminas con fosgeno,

caracterizado porque el fosgeno usado contiene 5 menos de 100 ppm de azufre en forma elemental o ligada

La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de isocianatos claros por reacción de una amina o una mezcla de dos o más aminas con fosgeno, caracterizado porque el fosgeno usado contiene menos de 100 ppm de azufre de forma elemental o ligada.

Los isocianatos y las mezclas de isocianatos se preparan de acuerdo con el estado de la técnica por fosgenación de las correspondientes aminas. Para las espumas de poliuretano, se usan, por ejemplo, isocianatos aromáticos di– o polifuncionales de la serie del difenilmetano (MDI). Condicionado por el proceso de preparación, se obtienen después de la fosgenación y la posterior elaboración (separación del disolvente; separación de MDI monomérico) productos frecuentemente de color oscuro, que, a su vez, dan como resultado espumas poliuretánicas de color amarillento u otros materiales de poliuretano (PUR) también coloreados. Esto no es deseable porque tal coloración perjudica el aspecto visual general y permite la aparición de ligeras inhomogeneidades, por ejemplo, como estrías en las espumas obtenidas. Los isocianatos claros, o bien isocianatos, que contienen una reducida cantidad de componentes colorantes, se prefieren por ello como materias primas.

Por ello, no faltaron intentos por hallar isocianatos y en especial los di– y poliisocianatos de la serie del difenilmetano (MDI) con color claro. Para aclarar el color de MDI empíricamente, se conocen numerosos métodos. Sin embargo, la naturaleza de los cuerpos de color perturbadores sólo ha sido aclarada de forma insuficiente.

Los procedimientos conocidos hasta ahora se pueden clasificar en cuatro grupos:

1. Procedimientos en los que las di– y poliaminas usadas como materia prima de la serie de los difenilmetanos (MDA) se sometieron a un tratamiento y/o purificación. El documento EP–A 0 546 398 describe un procedimiento para la preparación de MDI, en el que el MDA usado como educto se acidifica antes de la fosgenación.

El documento EP–A 0 446 781 se refiere a un procedimiento para la preparación de MDI, en el que el MDA primero se trata con hidrógeno y luego se somete a una fosgenación, en la que se obtiene un MDI claro. Los procedimientos antes mencionados sólo dan como resultado una leve mejora del color, ya que los cuerpos de color en el MDI según la experiencia no están compuestos solamente de determinados componentes secundarios de la preparación de MDA, sino también de precursores del color, que se forman por reacciones secundarias durante la fosgenación.

2. Soluciones técnicas de procedimiento en el proceso de fosgenación

El documento US–A 5 364 958 se refiere a un procedimiento para la preparación de isocianatos, en el que después de la fosgenación se elimina de manera total el fosgeno a temperatura baja y luego se trata bajo calor con el gas HCl.

En el documento DE–A–1981 7691, se describe un procedimiento para la preparación de MDI con menor contenido de subproductos clorados y menor índice de coloración de yodo manteniendo los parámetros definidos en la reacción de fosgenación. En especial, aquí se requiere mantener determinadas relaciones de fosgeno/HCl en la etapa de reacción. Este procedimiento tiene la desventaja de que se dificulta una variación de los parámetros en la fosgenación y, de esta manera, se vuelve susceptible la calidad de la fosgenación. Por la falta de flexibilidad de los parámetros en la fosgenación también se hace difícil una realización práctica de la fosgenación y requiere de un gran gasto técnico.

Otra posibilidad de la mejora del color de los isocianatos es, según el documento EP–B 1 187 808, el uso de fosgeno con bajos contenidos de bromo y/o yodo. Los procedimientos del tipo mencionado intentan separar en el lugar correcto los componentes que provocan la coloración, pero son menos eficaces tanto debido al alto gasto técnico como también en su efecto de aclaramiento del color, ya que la degradación de los precursores del color se realiza sólo en menor medida por reacciones químicas incompletas.

3. Adición de aditivos de aclaramiento del color al producto crudo de isocianato después de producida la fosgenación y antes del procesamiento, por ejemplo, por destilación.

El documento EP–A 0 581 100 se refiere a un procedimiento para la preparación de isocianatos, en el que después de la fosgenación se añade un agente de reducción químico antes de la separación del disolvente, en donde según este documento también se pueden obtener productos claros.

De acuerdo con el documento US–A 4 465 639, se añade agua al producto crudo que se obtiene después de la fosgenación para el aclaramiento del color. Para el mismo fin, los documentos EP–A 538 500, EP–A 0 445 602 y EP–A 0 467 125 describen la adición de ácidos carboxílicos, alcanoles o bien polieterpolioles después de la fosgenación. Los procedimientos antes descritos para el aclaramiento del color son eficaces, pero presentan las desventajas de que, además del aclaramiento del color, los aditivos adicionados producen reacciones con los isocianatos generados como productos y, de ello, por ejemplo, resulta por lo general una reducción no deseada del contenido de isocianato. Además, existe el peligro de la formación de subproductos no deseados en el MDI.

4. Tratamiento posterior del producto final El documento EP–A 0 133 538 describe la purificación de isocianatos por extracción, con lo cual se obtienen fracciones de un MDI claro.

El documento EP–A 0 561 225 se refiere a un procedimiento para la preparación de isocianatos o mezclas de isocianatos, que no presentan según este documento ningún componente que dé color, en donde los isocianatos se someten después de la fosgenación de las correspondientes aminas a un tratamiento con hidrógeno a una presión de 100 a 15.000 kPa y una temperatura de 10 a 180 °C. En este caso, se hidrogenan según los ejemplos allí descritos productos finales de isocianato como tales o en forma de sus soluciones en disolventes apropiados. Estos tratamientos posteriores que mejoran el color de los productos finales de isocianato después de la separación completa del disolvente a alta temperatura también son menos eficaces, ya que por las altas temperaturas que aparecen en la elaboración, en especial la destilación del disolvente y eventualmente MDI monomérico (diisocianatos), se producen cuerpos de color estables que sólo se pueden degradar químicamente con dificultad.

El objeto de la presente invención consiste en facilitar un procedimiento para la preparación de isocianatos claros, simple y rentable que no contienen o que sólo contienen bajas cantidades de componentes colorantes. En este caso, el procedimiento se puede realizar sin las etapas de tratamiento antes mencionadas y, sin embargo, pueden llevar a isocianatos claros que son apropiados para la preparación de poliuretanos o sus precursores (por ejemplo, prepolímeros).

El objeto según la invención se pudo resolver sorprendentemente usando fosgeno en la preparación de los isocianatos que presenta menos de 100 ppm, con preferencia, menos de 60 ppm, con preferencia especial, menos de 20 ppm de azufre en forma elemental o ligada. En este caso, la indicación de rango “menos de 100 ppm de azufre” significa que en el fosgeno usado están contenidos menos de 100 ppm de azufre respecto del peso del fosgeno usado.

Es objeto de la presente invención un procedimiento para la preparación de isocianatos por reacción de una amina o una mezcla de dos o más aminas con fosgeno, caracterizado porque el fosgeno usado contiene menos de 100 ppm, con preferencia, menos de 60 ppm, con preferencia especial, menos de 20 ppm de azufre en forma elemental o ligada.

El azufre en forma elemental es azufre que está presente en forma de moléculas que contienen exclusivamente azufre. Por azufre en forma ligada se entienden compuestos o moléculas que, además de azufre, también contienen otros átomos distintos de azufre como, por ejemplo, sulfuro de hidrógeno.

El fosgeno usado en el marco de la presente invención contiene así menos de 100 ppm, con preferencia, menos de 60 ppm, con preferencia especial, menos de 20 ppm de azufre en forma de azufre elemental o en forma de compuestos con contenido de azufre.

El procedimiento según la invención lleva así a isocianatos que se pueden usar sin etapas de procedimiento adicionales para la preparación de compuestos de uretano como...

1. Procedimiento para la preparación de isocianatos por reacción de una amina o una

mezcla de dos o más aminas con fosgeno, caracterizado porque el fosgeno usado contiene 5 menos de 100 ppm de azufre en forma elemental o ligada.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el fosgeno usado contiene menos de 60 ppm de azufre en forma elemental o ligada.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el fosgeno usado contiene menos de 20 ppm de azufre en forma elemental o ligada.

10 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo en un disolvente.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usan di– y poliaminas de la serie del difenilmetano.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado 15 porque se usa toluilendiamina.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usa hexametilendiamina o isoforondiamina o diaminodiciclohexilmetano.