Способ получения полиизоцианатабиуретовой структуры

,и 1 е ) Ь :д Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ 798121ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд; С 08 Ст 18/10 с присоединением заявки НЙ Государственный комитет(23) Приоритет по делам изобретений и аткрытий(54) Г 1 ОГОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИЗОЦИАНАТА ЬИУРЕТОВОЙ СТРУКТУРЫИзобретсцис относится к технологии получе ция иолиизоциацата биуретовой структуры находящего н лакокрасочцой иромьишенности широкое применение в качестве иэоцианатного компонента, например е полиуретацовых комло 5 эициях, для получения свето- и атмосферостоиких покрытий.Известен способ получения полиизоцианатов по реакции алифатического диизоцианата с водой, путем постепенной загрузки воды в диизоцианат, Реакцию проводят в две стадии: первую при температуре до 100 С с получением замещенной мочевины и вторую - при температуре 130 - 140 С 1 или до 250 С 2 с получением полиизоцианата,Недостатком этих способов является получение побочного продукта (нерастворимой полимочевины) в количестве 1 - 5% и, в связи с этим, относительно большие потери дорогосто-,Е ящего ь:ономера при фильтрации. Кроме того, пропесс получения полиизоцианата весьма дли телен (3-6 и более часов, не считая стадии фильтрации) . Известен способ, в котором загрузку воды в ииизоцианат (1,6-гексаметилендиизоцианат) проводят в одну стадию при температуре 130 - 145 Г (предпочтительно 135 - 138 Г), причем для снижения количества образующейся полимочевицы (до 0,01%) загрузку воды проводят в виде водно.ацетонового раствора (1:1) со скоростью 0,5 - 5 кг/ч на 1 м объема диизоциацата, Реакцию ведут цо содержания изоцианатцых групп 32,5 - 34,5%, а оставшийся свободный дииэоцианат отгонядт под вакуумом. Перед стадией отгонки под вакуумом избыточного дииэоцианата проводят фильтрацию полученного продукта от нерастворимой поли мочевины на патронных фильтрах. Полученный таким образом полиизоцианат биуретановой структуры имеет молекулярную массу 700 - 850 (по методу криоскопии), а содержание изоциацатных групп составляет 21 - 23% 3.Недостатком этого способа является необходимость фильтрации продукта, Так как полимочевина имеет свойство сильно набухать из-за насыщения диизоцианата, то потери про. дукта при фильтрации значительно Превосходят,798121 35 3количество самой образовавшейся мочевины,Переработка фильтров осуществляется в тя.желых санитарно-гигиенических условиях.Способ имеет длительный (4 - 24 ч) процесссинтеза полиизоцианата, а сама технологияне позволяет создать непрерывный процесс,5Кроме того возникает необходимость применения пожароопасного ацетона, который слу.жит для разбавления воды. Ацетон не явля.ется реагентом в данном процессе и по завершении реакции удаляется иэ продукта, увеличивая на 2-2,5% общие потери. Следует отме.тить, что чем выше (до 26,36%) содержаниеизоцианатных групп в готовом продукте (боль.ше относительное количество реакционных центров, что необходимо при образовании защитногопокрытия) и чем ниже вязкость (что снижаетнеобходимое количество растворителя при со.ставлении лакокрасочных композиций), тем выше его качество, 20Цель изобретения - упрощение технологииполученияполиизоцианата и создание возможности сделать процесс непрерывным.Указанная цель достигается эа счет введения в 1,6.гексаметилендииэоцианат воды в ви.де наро-газовой смеси с влажностью 0,1 - 2,0 кг/кси температурой 110 - 130 С, синтез ведут притемпературе - 150 - 170 С,Подача воды в виде паро-газовой смеси обеспечивает условия лучшего днспергирования воды, ЗОрезко снижает скорость образования побочныхпродуктов (нерастворимой полнмочевины) ипозволяет вводить большее количество водыв единицу времени, что сокращает длительностьпроцесса, При этом отпадает необходимостьв применении перемешивающих устройств, таккак перемешивание обеспечивается газовымиструями,Полученный продукт (см. примеры) не содержит полимочевины и не требует фильтрации.Такой технологический прием позволяет легкоперейти на непрерывную схему производства,а вязкость целевого продукта ниже, чем ана.логичных отечественного и импортного полиизоцианат-биурета.45На чертеже изображен реакционный аппарат,реализующий предлагаемый способ.Технология проведения опытов заключаетсяв следующем,В реакционньгй аппарат, работающий по прин.ципу эрлифта, загружают 250 г 1,6-гексамети.ленднизоцианата и производят его нагрев. Через змеевик 1 и центральную трубку 2, снабженную на конце отверстиями 3, подается.нагретая до 110 - 130 С наро-газовая смесь,Газовая фаза, барботируя через слой дииэоцианата в кольцевом зазоре, образованном, цент.ральной трубкой 2 и внутренней трубкой 4,увлекает эа собой диизоцианат, который выте 4кает нз переливных отверстий 5 во внешнююзону аппарата, а в кольцевой зазор снизу подсасывается свежая порция диизоцианата. Такимобразом осуществляется перемешивание и циркуляция реакционной массы. Отработанныеказы совместно с образовашимся в ходе реакции углекнслым газом отводятся из аппаратапо трубке 6.П р и м е р 1, Температура синтеза 150 -155 С, длительность синтеза 126 мин, расходгаза (азота) 4 л/ч, влажность газа 2 кг/кг.Полученный и отделенный от избыточного1,6- ексаметилендиизоцианата продукт имеетследующие показатели: молекулярная масса800, содержание изоцианатных групл 22;27%,полное отсутствие полнмочевины.П р и м е р 2, Температура синтеза 160 -166 С, длительность синтеза 60 мин, расходгаза (воздуха) 12 л/ч, влажность газа 0,75 кг/кгПолученный и отделенный от избыточного1,6-гексаметилендиизоцианата продукт имеетследующие показатели: молекулярная масса840, содержание нзоцианатных групп 22,33%,полное отсутствие нерастворимой мочевииы.П р и м е р 3. Температура синтеза 158 -162 С, длительность синтеза 66 мин, расходгаза (азота) 12 л/ч, влажность газа 0,5 кг/кг.Полученный и отделенный от избыточного1,6-гексаметилендиизоцианата продукт имеетследующие показатели: молекулярная масса750, содержание изоцианатных групп 23,59%,полное отсутствие нерастворимой полимочеви.ны.Образцы, полученные в примерах 1 - 3 продукта, представляют собой бесцветную или слегка окрашенную в желтый цвет прозрачнуюжидкость. Выход продукта от теоретическогосоставляет 98-99%.Проводят сравнение вязкости полученныхпродуктов в опытах 2 и 3 с эталонным образцом импортного биурета Десмодюра. С этойцелью изготовляют 70%-ные растворы образцов в смеси растворителей: ксилол - этнлгликольацетат (1:1), что является товарнойформой выпускаемой продукции. Вязкость(при 25 С) определяют на капиллярном вискозиметре диаметром 0,6 мм и получают следующие результаты: для Десмодюра 657 с, дляобразца, полученного по второму примеру223 с и для образца, полученного по третьемупримеру 185 с.Молекулярная масса, определяемая методомгель-проникающей хроматографии, составляетдля Десмодюра й 860, для двух образцов,получаемых по известному способу 900 и 1000для первого примера 800, для второго 840 идля третьего 750,Иэ приведенных примеров видно, что времясинтеза составляет 1 - 2 ч, т.е. гораздо меньше,5 798121 чем в известном способе. Отсутствие полимочевины делает ненужной стапию фильтрации. Качество получаемого продукта не уступает качеству отечественного и зарубежного полиизоцианатабиурета.5 6с .целью упрощения процесса, воду в реакциоифную зону подают в виде наро.газовой смеси свлажностью 0,1 - 2,0 кг/кг и температуре 110130 С,а синтез ведут при температуре 150 -170 С, Формула изобретения Способ получения полиизоцианата биуретовой структуры реакцией 1,6 гекса. метилендиизоцианата с водой при нагревании, о т л и ч а в щ и й с я тем, что,Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе.1. Патент ФРГ Нф 1101394, кл. 12 017/03,опублик. 1961.2. Патент ГДР Иф 112462, кл. 39 в 33/02,опублик, 1975.3. Авторское свидетельство СССР У 368282.кл, С 08 6 18/10, 1973 (прототип.оставитель А. Широкехред М. Голннкадактор А. Шишкина рректор С. Шоь Тираж 541 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб. д, 4/5