Procedimiento para la producción de poliisocianatos.

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

(b) separar el disolvente del poliisocianato, (c) tratar el disolvente separado con un catalizador de trimerización de isocianato.

Procedimiento para la producción de poliisocianatos.

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

Se producen poliisocianatos orgánicos a una escala industrial grande mediante fosgenación de las poliaminas primarias correspondientes 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 di- y poliaminas correspondientes, se forman de manera invariable 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 deterioran 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 complicada. El disolvente puede entonces reutilizarse. Esta purificación del disolvente mediante destilación requiere un considerable consumo de energía y gasto en aparatos, y se encuentran dificultades particulares cuando los compuestos tienen puntos de ebullición cercanos 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 volver a usarse. 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 urea o uretano. El disolvente tratado se separa entonces de estos productos de reacción mediante destilación. Aún cuando estos productos de reacción (que tienen puntos de ebullición mucho más altos que los isocianatos traza) se separan mucho más fácilmente mediante destilación, la eliminación de estos subproductos necesita destilación de la cantidad total de disolvente requerida para la preparación de la disolución de poliamina. Esto supone un alto gasto de energía debido a la gran cantidad de disolvente requerida.

Si las ureas o uretanos formados en el procedimiento descrito en el documento US 4405527 no se eliminan mediante destilación, entran en el procedimiento de fosgenación cuando el disolvente se reutiliza posteriormente y experimentarán fácilmente numerosas reacciones adicionales con fosgeno y con los isocianatos recién formados. De ese modo, 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 ureas formados, durante la posterior formación de poliuretano usando los poliisocianatos de producto final, regeneran el isocianato de fenilo mediante escisión térmica.

En el documento US 4745216, el disolvente que va a liberarse de las 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 se genera también una corriente de desecho.

Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento nuevo para la eliminación de trazas de isocianato del disolvente que queda del procedimiento para la producción de poliisocianatos, en el que podría obtenerse un disolvente libre de trazas de isocianato y/o con nivel de impurezas reducido sin destilación complicada 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 podría resolverse tratando el disolvente que iba a liberarse de las trazas de isocianato con catalizadores de trimerización de isocianato.

Los monoisocianatos 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; una corriente de desecho de trímeros de este tipo es sin embargo más segura de manejar que una corriente de desecho de monoisocianatos 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 proporción superior de subproductos, lo que daría como resultado la formación de una proporción correspondientemente superior de compuestos que contienen grupos isocianato que han de eliminarse que la 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 reduce 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 particular preferencia 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 poliméricos o “brutos” (poliisocianatos de polimetileno y polifenileno) que tienen una funcionalidad de isocianato de más de 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’-diisocianatodiciclohexilinetano.

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

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de poliisocianatos mediante la reacción de poliaminas de las que se derivan los poliisocianatos preferiblemente como disoluciones en un disolvente inerte con fosgeno opcionalmente como una disolución en un disolvente inerte mediante reacción de fosgenación de una única etapa o de múltiples etapas o cualquier variación conocida en la técnica, en modos discontinuo, continuo o semicontinuo, a presión atmosférica o superior. Tras la finalización de la reacción de fosgenación, se destila la mezcla de reacción. Se trata entonces 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 la cantidad total 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 por etapas de la mezcla de reacción de fosgenación para preparar una corriente de disolvente particularmente enriquecida en impurezas... [Seguir leyendo]

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

separar el disolvente del poliisocianato, (c) tratar el disolvente separado con un catalizador de trimerización de isocianato.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el poliisocianato es un poliisocianato aromático.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el poliisocianato es de la serie de difenilmetano.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que monoclorobenceno u o10 diclorobenceno es el disolvente tratado en (c) .

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador de trimerización de isocianato es 1, 3, 5-tris (3- (dimetilamino) propil) hexahidro-s-triazina o tris (dimetilaminometil) fenol.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa (c) se lleva a 15 cabo a una temperatura de desde 10ºC hasta 150ºC.