Procedimiento para la producción de poliisocianatos.

Procedimiento para la producción de un poliisocianato que comprende (a) fosgenar una poliamina paraformar un poliisocianato haciendo reaccionar (1) la poliamina en la que se basa el poliisocianato endisolución en un disolvente inerte con (2) fosgeno opcionalmente en disolución en un disolvente inerte,

(b)separar cualquier cantidad de fosgeno en exceso y cualquier cantidad de cloruro de hidrógeno formadadurante la reacción de (a) de la mezcla de reacción, (c) separar el disolvente y cualquier compuestosumamente volátil que contiene grupos isocianato de la mezcla de reacción que queda tras la etapa (b)mediante evaporación, (d) recuperar el producto poliisocianato que es el residuo que queda tras laevaporación de la etapa (c), (e) recuperar el disolvente separado en la etapa (c) mediante condensación delos vapores producidos en la etapa (c), (f) tratar al menos una parte del disolvente recuperado en la etapa(e) con un catalizador de trimerización de isocianato con el fin de convertir impurezas de isocianato.

Esta invención se refiere a un procedimiento para la preparación de poliisocianatos orgánicos en presencia de disolventes en el que se reutiliza el disolvente.

Se producen poliisocianatos orgánicos a una escala industrial grande mediante fosgenación de las correspondientes poliaminas primarias en presencia de disolventes orgánicos inertes tales como clorobenceno u ortodiclorobenceno.

En la preparación de los poliisocianatos industrialmente importantes, particularmente en la preparación de diisocianatos de hexametileno, diisocianatos de tolileno o poliisocianatos de la serie de difenilmetano mediante fosgenación de las correspondientes di y poliaminas, se forman invariablemente trazas de subproductos que contienen grupos isocianato (por ejemplo isocianato de 6-cloro-hexilo en la preparación de diisocianato de hexametileno, isocianato de tolilo en la preparación de diisocianatos de tolileno e isocianato de fenilo en la preparación de poliisocianatos de la serie de difenilmetano mediante la fosgenación de condensados de anilina/formaldehído) . Tales compuestos de isocianato no deseados perjudican gravemente la calidad de los productos finales deseados (poliisocianatos) . Por tanto, se ha intentado eliminar estas impurezas del poliisocianato mediante destilación junto con el disolvente tras la reacción de fosgenación y posteriormente liberación del disolvente de estas impurezas mediante una destilación en columna elaborada. Entonces puede reutilizarse el disolvente. Esta purificación del disolvente mediante destilación requiere un consumo de energía y gasto en aparatos considerables, y se encuentran dificultades particulares cuando los compuestos tienen puntos de ebullición próximos a los de los disolventes usados.

El documento US 4405527 describe un procedimiento para la preparación de poliisocianatos en presencia de disolventes, en el que el disolvente se libera de trazas de compuestos que contienen grupos isocianato antes de reutilizarse. El disolvente se trata con compuestos que contienen átomos de hidrógeno reactivos con isocianato, tales como alcoholes o aminas, para convertir los isocianatos fácilmente volátiles en productos de reacción que contienen grupos uretano o urea. El disolvente tratado se separa entonces de estos productos de reacción mediante destilación. Aunque estos productos de reacción (que tienen puntos de ebullición mucho mayores que los isocianatos traza) se separan mucho más fácilmente mediante destilación, la eliminación de estos subproductos necesita la destilación de la cantidad completa de disolvente requerido para la preparación de la disolución de poliamina. Esto supone un alto gasto de energía debido a la gran cantidad de disolvente requerido.

Si las ureas o uretanos formados en el procedimiento descrito en el documento US 4405527 no se eliminan mediante destilación, entran al procedimiento de fosgenación cuando se reutiliza posteriormente el disolvente y experimentarán fácilmente numerosas reacciones adicionales con fosgeno y con los isocianatos recién formados. De este modo se disminuyen el rendimiento de poliisocianato total, el rendimiento de producto de diisocianato separado si se produce y la calidad de los poliisocianatos. Además los uretanos o las ureas formadas pueden regenerar, durante la formación de poliuretano posterior usando los poliisocianatos de producto final, isocianato de fenilo mediante escisión térmica.

En el documento US 4745216 el disolvente que va a liberarse de trazas de isocianato y que va a reutilizarse se trata con determinados polímeros y luego se separa mecánicamente (por ejemplo mediante decantación o filtración) de estos polímeros. Los polímeros empleados son polímeros reticulados que son insolubles en el disolvente y contienen al menos un grupo funcional seleccionado de grupos hidroxilo alcohólicos primarios, grupos hidroxilo alcohólicos secundarios, grupos amino primarios y grupos amino secundarios. En este caso también se genera una corriente de desechos.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un nuevo procedimiento para la eliminación de trazas de isocianato del disolvente que sale del procedimiento para la producción de poliisocianatos, en el que pueda obtenerse un disolvente libre de trazas de isocianato y/o con un nivel de impurezas reducido sin una destilación compleja del disolvente, recuperarse y reutilizarse en procedimientos industriales convencionales para la preparación de poliisocianatos.

Se encontró sorprendentemente que este problema de isocianatos en el disolvente que va a reutilizarse puede resolverse tratando el disolvente que tenía que liberarse de trazas de isocianato con catalizadores de trimerización de isocianato.

Los mono-isocianatos de bajo peso molecular se convierten de ese modo en los trímeros de alto peso molecular, térmicamente estables. También pueden formarse trímeros mixtos derivados de la reacción de diferentes subproductos que contienen grupos isocianato. En la preparación de poliisocianatos de la serie de difenilmetano la presencia de los trímeros no tiene ningún efecto perjudicial sobre la calidad de los poliisocianatos producidos mediante el procedimiento y por tanto no tienen que eliminarse del disolvente antes de reutilizarlo. Se prefiere, en otras realizaciones (por ejemplo en la preparación de diisocianatos de tolileno) , eliminar la corriente de trímeros del disolvente antes de reutilizarlo; sin embargo, una corriente de desechos de trímeros de este tipo es más segura de

manipular que una corriente de desechos de mono-isocianatos que son mucho más volátiles que los trímeros.

El procedimiento de la presente invención tiene la ventaja adicional de que las poliaminas usadas como materiales de partida en la reacción de fosgenación pueden contener una mayor proporción de subproductos, lo que dará como resultado la formación una proporción correspondientemente mayor de compuestos que contienen grupos isocianato que tienen que eliminarse que de lo que podría tolerarse en procedimientos conocidos. Como resultado, el coste en energía y la inversión en aparatos requeridos para la preparación preliminar del material de partida de poliamina se reducen considerablemente en el procedimiento de la presente invención.

El procedimiento de la presente invención puede aplicarse en la producción de cualquier tipo de poliisocianato orgánico. Se da preferencia particular a los poliisocianatos aromáticos tales como diisocianato de difenilmetano en forma de sus isómeros 2, 4’, 2, 2’ y 4, 4’ y mezclas de los mismos, las mezclas de diisocianatos de difenilmetano (MDI) y oligómeros de los mismos conocidos en la técnica como MDI “bruto” o polimérico (poliisocianatos de polimetilenopolifenileno) que tienen una funcionalidad isocianato superior a 2, diisocianato de tolueno en forma de sus isómeros 2, 4 y 2, 6 y mezclas de los mismos, 1, 5-diisocianato de naftaleno y 1, 4-diisocianatobenceno. Otros poliisocianatos orgánicos adecuados que pueden mencionarse incluyen los diisocianatos alifáticos tales como diisocianato de isoforona, 1, 6-diisocianatohexano y 4, 4’-diisocianatodiciclohexilmetano.

Lo más preferiblemente el presente procedimiento se aplica en la producción de poliisocianatos de la serie de difenilmetano. En tal caso los grupos isocianato que contienen impurezas de bajo peso molecular son principalmente, pero no exclusivamente, isocianato de fenilo, isocianato de ciclohexilo e isocianato de o y pclorometil-fenilo.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de poliisocianatos mediante la reacción de poliaminas a partir de las que se derivan los poliisocianatos como disoluciones en un disolvente inerte con fosgeno opcionalmente como disolución en un disolvente inerte mediante reacción de fosgenación de una etapa o múltiples etapas o cualquier variación conocida en la técnica, en modos discontinuos, continuos o semicontinuos, a presión atmosférica o superior. Tras completarse la reacción de fosgenación, se destila la mezcla de reacción. Entonces se trata el disolvente para eliminar trazas de isocianato y se reutiliza para la preparación de disolución de amina y/o disolución de fosgeno. En este procedimiento, puede tratarse toda la cantidad de disolvente recuperado pero también es posible tratar sólo parte del disolvente usado para la preparación de disolución de amina mediante este método.

Las realizaciones particulares de la presente invención incluyen:

(i) destilación gradual de la mezcla de reacción de fosgenación para preparar una corriente de disolvente enriquecida particularmente en impurezas de isocianato que se trata posteriormente para eliminar trazas de isocianato;

(ii)... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de un poliisocianato que comprende (a) fosgenar una poliamina para formar un poliisocianato haciendo reaccionar (1) la poliamina en la que se basa el poliisocianato en 5 disolución en un disolvente inerte con (2) fosgeno opcionalmente en disolución en un disolvente inerte, (b) separar cualquier cantidad de fosgeno en exceso y cualquier cantidad de cloruro de hidrógeno formada durante la reacción de (a) de la mezcla de reacción, (c) separar el disolvente y cualquier compuesto sumamente volátil que contiene grupos isocianato de la mezcla de reacción que queda tras la etapa (b) mediante evaporación, (d) recuperar el producto poliisocianato que es el residuo que queda tras la evaporación de la etapa (c) , (e) recuperar el disolvente separado en la etapa (c) mediante condensación de los vapores producidos en la etapa (c) , (f) tratar al menos una parte del disolvente recuperado en la etapa (e) con un catalizador de trimerización de isocianato con el fin de convertir impurezas de isocianato.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos una parte del disolvente recuperado en la etapa (e) se destila brevemente en primer lugar para preparar un disolvente enriquecido particularmente en impurezas de isocianato antes de tratarse con el catalizador de trimerización de isocianato en la etapa (f) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el producto poliisocianato recuperado en la etapa (d)

se purifica adicionalmente mediante destilación. 20

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el disolvente obtenido en la etapa (f) se reutiliza para producir una disolución de amina que va a fosgenarse o devolverse a otra parte adecuada de la línea de producción de isocianato.