DD288596A5 - PROCESS FOR CLEANING ORGANIC ISOCYANATES OF CHLORINE COMPOUNDS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung organischer Isocyanate von Chlorverbindungen, wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und Polymethylen-polyphenylen-polyisocyanat von chlorhaltigen Verbindungen. Der dabei erreichte hohe Reinheitsgrad der organischen Isocyanate wirkt sich grundlegend auf die Herstellung von Polyurethansystemen mit verbesserten Produkt- und Verarbeitungseigenschaften aus. Dabei wird organisches Isocyanat in Gegenwart von 0,005 bis 2 Massenanteile in % Trialkylphosphaten bei einer Temperatur von 437 bis 513 K einer thermischen Behandlung ausgesetzt. Die entstandenen leichtfluechtigen Chlorverbindungen werden anschlieszend durch Strippen mit Inertgas entfernt.{organische Isocyanate; Diphenylmethandiisocyanat; Polymethylen-polyphenylen-polyisocyanat; chlorhaltige Verunreinigungen; Reinigung; Strippen mit Inertgas; thermische Behandlung; Trialkylphosphate}The invention relates to a process for the purification of organic isocyanates of chlorine compounds, such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenylene polyisocyanate of chlorine-containing compounds. The achieved thereby high degree of purity of the organic isocyanates has a fundamental effect on the production of polyurethane systems with improved product and processing properties. Here, organic isocyanate in the presence of 0.005 to 2 parts by weight in% trialkyl phosphates at a temperature of 437 to 513 K subjected to a thermal treatment. The resulting volatile chlorine compounds are then removed by stripping with inert gas. {Organic isocyanates; diisocyanate; Polymethylene polyphenylene polyisocyanate; chlorine-containing impurities; Cleaning; Stripping with inert gas; thermal treatment; trialkyl}
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung organischer Isocyanate, wie Toluyiendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und Polymethylen-polyphenyl-polyisocyanat, von hydrolysierbaren ChlorverbindungenThe invention relates to a process for the purification of organic isocyanates, such as toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenyl polyisocyanate, of hydrolyzable chlorine compounds
Die nach dem erfindungsgemäßon Verfahren gereinigten Isocyanate besitzen verbesserte Eigenschaften bei der Lagerung und bei der Herstellung von Polyurethankunststoffen. The isocyanates purified by the process according to the invention have improved properties during storage and in the production of polyurethane plastics.
Organische Isocyanate, die durch Phosgenierung von Aminen hergestellt werden, enthalten in der Regel eine Reihe von chlorhaltigen Verbindungen, die unerwünscht sind. Besonders in den Phosgenierungsprodukten von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten wird ein hoher Gehalt an diesen Produkten beobachtet. Die chemische Natur dieser Produkte ist sehr verschieden und wird analytisch durch die Bestimmung des Gehaltes an hydrolysierbarem Chlor erfaßt. Ein Teil dieser Verbindungen erweist sich unter den Herstellungsbedingungen als relativ stabil und ve ι bleibt auch nar.h einer Destillation in den Isocyanaten. Er beeinflußt die Stabilität, Farbhaltung und andere Eigenschaften cer Isocyanate ungünstig.Organic isocyanates prepared by phosgenating amines typically contain a number of chlorine-containing compounds that are undesirable. Especially in the phosgenation products of aniline-formaldehyde condensates, a high content of these products is observed. The chemical nature of these products is very different and is determined analytically by determining the content of hydrolyzable chlorine. A part of these compounds proves to be relatively stable under the conditions of preparation and ve ι remains also nar.h a distillation in the isocyanates. It adversely affects the stability, color retention and other properties of isocyanates.
Deshalb hat es nicht an Versuchen gefehlt, Möglichkeiten zur Entfernung der chlorhaltigen Verbindungen zu finden. So werden in den Patentschriften DE 1138040, DE 1286025, NL 6411863, US 3264336 und DE 2210607 Behandlungen mit Metallen, Metalloxiden und Metallsalzen beschrieben. Diese Verfahren führen zu einer Reihe von technologischen Schwierigkeiten, die die Abtrennung der Metalle und Metallverbindungen aus den Isocyanaten oder die beschränkte Verwendbarkeit von metallhaltigen Isocyanaten bzw. metallhaltigen Destillationsrückständen betreffen.Therefore, there has been no lack of attempts to find ways to remove the chlorine-containing compounds. For example, patent applications DE 1138040, DE 1286025, NL 6411863, US 3264336 and DE 2210607 describe treatments with metals, metal oxides and metal salts. These processes lead to a number of technological difficulties relating to the separation of the metals and metal compounds from the isocyanates or the limited usability of metal-containing isocyanates or metal-containing distillation residues.
Ähnliche Beschränkungen findet man auch bei der Verwendung anderer Zusätze, wie Imidazol (GB 1347647), Schwefelsäure und deren Ester (GB 1459691) und Arylsulfonsäuren und deren Ester (GB 1458747).Similar restrictions are found in the use of other additives such as imidazole (GB 1347647), sulfuric acid and its esters (GB 1459691) and arylsulfonic acids and their esters (GB 1458747).
Aus der Patentschrift DE 1240849 ist bekannt, den Gehalt an hydrolysierbarem Chlor durch eine in bestimmter Weise durchgeführten Chloridhydrolyse zu beseitigen. In der DE 2316028 werden zum gleichen Zwecke Ameisensäure und Formamido empfohlen, allerdings nur für eine Anwendung bei Toluyiendiisocyanat geprüft.From the patent DE 1240849 it is known to eliminate the content of hydrolyzable chlorine by a Chloridhydrolyse carried out in a certain way. In DE 2316028 formic acid and formamido are recommended for the same purpose, but tested only for use in toluene diisocyanate.
Weiterhin hat sich herausgestellt, daß kurzzeitige thermische Behani ungen zwar die Sedimentbildung unterdrücken, aber nur unwesentlich den Gehalt an chlorhaltigen Verbindungen reduzieren. In der Reg?l wird dabei nur der Gehalt an leichtspaltbaren Chlorverbindungen vermindert, der analytisch als Acidität erfaßt wird (vgl. FR 1411934, GB 1015977, US 3274225)Furthermore, it has been found that while short term thermal Behani suppress the sediment formation, but only slightly reduce the content of chlorine-containing compounds. Regulator is thereby reduced only the content of easily cleavable chlorine compounds, which is analytically detected as acidity (see FR 1411934, GB 1015977, US 3274225)
Die Wirksamkeit der Temperaturbehandlungen kann verbessert werden, wenn gleichzeitig mit Inertgas gestrippt wird (US 3219678, BE 659740, GB 1080717, US 3156950, GB 1362708, US 3857871, GB 1114690, DD 118105, GB 1384065, US 4118286). The effectiveness of the temperature treatments can be improved by stripping simultaneously with inert gas (US 3219678, BE 659740, GB 1080717, US 3156950, GB 1362708, US 3857871, GB 1114690, DD 118105, GB 1384065, US 4118286).
Hierbei wird vorzugsweise der Gehalt an leichtspaltbaren Chlorverbindungen vermindert, die analytisch als Acidität erfaßt werden.In this case, the content of easily cleavable chlorine compounds is preferably reduced, which are detected analytically as acidity.
Es ist weiterhin bekannt, Isocyanate durch spezielle Destillationstechniken (DE 2631168) oder Kristallisationsverfahren (DE 1950101, DE 2322574, DE 19383Ö4 und DE 2532722) zu reinigen.It is also known to purify isocyanates by special distillation techniques (DE 2631168) or crystallization processes (DE 1950101, DE 2322574, DE 19383Ö4 and DE 2532722).
Es wird deutlich, daß die Verfahren des Standes der Technik eine Reihe von prinzipiellen Nachteilen aufweisen, die vor allem die Wirksamkeit, die technologischen Aufwendungen, die Zugänglichkeit der empfohlenen Zusätze in den notwendigen Qualitäten sowie die Verwendbarkeit der Destillationsrückstände betreffen.It is clear that the prior art processes have a number of principal disadvantages, especially the effectiveness, the technological expenses, the accessibility of the recommended additives in the necessary qualities and the usability of the distillation residues.
t Ziel der Erfindungt aim of the invention
Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, nach einem ökonomischen Reinigungsverfahren aus Roh-Isocyanaten bei reduziertem Zeit- und Energieaufwand insbesondere den Gehalt an chlorhaltigen Verbindungen weitgehend zu minimieren.The invention is based on the objective of minimizing, in particular, the content of chlorine-containing compounds, after an economical purification process from crude isocyanates with a reduced expenditure of time and energy.
Der Erfindung liegt zur Erreichung der Zielstellung die Aufgabe zugrunde, die möglichst vollständige wirksame Beseitigung von hydrolysierbaren Chlorverbindungenzu erreichen, um einen hohen Reinheitsgrad der Isocyanate durch deutliche Verbesserung der Kennwerte Acidität und hydrolys ierbares Chlor zu gewährleisten.The invention is to achieve the objective of the object to achieve the fullest possible effective removal of hydrolyzable chlorine compounds in order to ensure a high degree of purity of the isocyanates by significantly improving the characteristics of acidity and hydrolyzable chlorine.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß chlorhaltige organische Isocyanate mit Trialkylphosphaten der allgemeinen Struktur I bei Temperaturen von 473 bis 513K gegebenenfalls unter Durchleiten eines Inertgases und/oder in Gegenwart eines hochsiedenden Lösungsmittels erhitzt werden.According to the invention the object is achieved in that chlorine-containing organic isocyanates are heated with trialkyl phosphates of general structure I at temperatures of 473 to 513K optionally with passing an inert gas and / or in the presence of a high-boiling solvent.
RO —^- P = O RO S^ RO - ^ - P = O RO S ^
bevorzugt sind Alkylgruppen mit geringer Kettenlänge, wie z.B. Methyl und Äthyl, es kann angenommen werden, daßpreferred are small chain length alkyl groups, e.g. Methyl and ethyl, it can be assumed that
reagieren.react.
wählt im allgemeinen 0,005 bis 2 Massenanteilen in Prozent. Vorzugsweise wird die kleinste notwendige Menge eingesetzt, umgenerally selects 0.005 to 2 parts by mass in percent. Preferably, the smallest necessary amount is used to
sind jedoch Isocyanate, die thermisch schwer abbaubare sekundäre Carbamoylchloride enthalten können, wiehowever, are isocyanates which may contain thermally poorly degradable secondary carbamoyl chlorides, such as
zum Beispiel bei Diphenylmethandiisocyanet nach herkömmlichen Verfahren zwischen 7 und 10 Stunden. Gegenüber demfor example, in diphenylmethane diisocyanate according to conventional methods between 7 and 10 hours. Compared to the
allgemeinen zwischen 0,2 und 6 Stunden. Der einer Temperatur von 498 K kann mit einer Behandlungszeit von 0,2 bis 3 Stunden gerechnet werden.general between 0.2 and 6 hours. The temperature of 498 K can be expected with a treatment time of 0.2 to 3 hours.
werden. Es ist auch möglich, den Abbau spezieller Chlorverbindungen durch spektroskopische Methoden, zum Beispiel derbecome. It is also possible, the degradation of special chlorine compounds by spectroscopic methods, for example the
verwendeten Zusätze in den behandelten Isocyanaten verbleiben können.used additives may remain in the treated isocyanates.
abdestilliert werden, wobei auch eine Weiterverwendung der Destillationsrückstände möglich ist.are distilled off, with a further use of the distillation residues is possible.
leichsiedenden Chlorverbindungen in einem Apparat realisiert werden sollen, können zum Beispiel begaste Rülirkessel,light-boiling chlorine compounds in an apparatus are to be realized, for example, fumigated Rülirkessel,
geeignet ist das Verfahren für aromatische Isocyanate, wie Diphenylmethan^'-diisocyanat, Polymethylen-polyphenylenpolyisocyanat und Toiuylendiisocyanate. Die Erfindung wird durch nachfolgende Ausführungsbeispiele näher erläutert.suitable is the process for aromatic isocyanates, such as diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenylene polyisocyanate and toluene diisocyanates. The invention will be explained in more detail by means of subsequent embodiments.
250g Diphenylmethandiisocyanat, enthaltend 0,077 Massenanteile in Prozent hydrolysierbares Chlor und eine Acidität von 0,037 Massenanteile in Prozent, werden bei 498K 2 Stunden mit 0,2 g Triethylphosphat behandelt. Anschließend werden im Verlaufe von 1 Stunde bei 498 K die leichtflüchtigen Chlorverbindungen unter Durchleiten von Stickstoff entfernt. Es verbleibt ein Produkt, das 0,0092 Massenanteile in Prozent hycolysierbares Chlor und 0,0015 Massenanteile in Prozent Acidität enthält. Bei der Vakuumdestillation wird ein reinweißes Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat erhalten (HyCI: 0,0018 Massenanteile in Prozent, Acidität: 0,0010 Massenanteile in Prozent).250g of diphenylmethane diisocyanate containing 0.077 parts by weight of hydrolyzable chlorine and an acidity of 0.037 parts by weight in percent are treated at 498K for 2 hours with 0.2 g of triethyl phosphate. Subsequently, in the course of 1 hour at 498 K, the volatile chlorine compounds are removed by passing nitrogen through. There remains a product containing 0.0092 percent by weight of cololyacyl chloride and 0.0015 percent by weight of acidity. In the vacuum distillation, a pure white diphenylmethane-4,4'-diisocyanate is obtained (HyCl: 0.0018 parts by weight in percent, acidity: 0.0010 parts by weight in percent).
300g Polymethylen-polyphenylen-polyisecyanat mit ca. 70 Massenanteilen in Prozent Diphenylmethandiisocyanat, enthaltend 0,375 Massenanteile in Prozent hydrolysierbares Chlor und 0,105 Massenanteile in Prozent Acidität, werden mit 0,3g Triethylphosphat 30min bei 498 K unter Durchleiten von Stickstoff erhitzt und anschließend abgekühlt. Man erhält ein Polyisocyanat mit folgenden Werten: hydrolysierbares Chlor: 0,151 Massenanteile in Prozent, Acidität: 0,009 Massenanteile in Prozent, η = 18OmPa s.300 g polymethylene polyphenylene polyisocyanate with about 70 parts by mass in percent diphenylmethane diisocyanate, containing 0.375 parts by mass of hydrolyzable chlorine and 0.105 parts by mass in percent acidity, are heated with 0.3 g of triethyl for 30 min at 498 K while passing nitrogen and then cooled. A polyisocyanate having the following values is obtained: hydrolyzable chlorine: 0.151 parts by weight in percent, acidity: 0.009 parts by weight in percent, η = 18OmPa s.
250 g Diphenylmethandiisocyanat, enthaltend 0,059 Massenanteile in Prozent hydrolysierbares Chlor und eine Acidität von 0,021 Massenanteile in Prozent, werden bei 483 K 2,5h mit 0,25g Triethylphosphat behandelt. Anschließend erfolgt eine schnelle250 g of diphenylmethane diisocyanate containing 0.059 parts by mass of hydrolyzable chlorine and having an acidity of 0.021% by mass are treated with 0.25 g of triethyl phosphate at 483 K for 2.5 h. This is followed by a fast
diisocyanat mit folgenden Werten: hydrolysierbares Chlor: 0,0130 Massenanteile in Prozent, Acidität: 0,0018 Massenanteile in Prozent.Diisocyanate with the following values: hydrolyzable chlorine: 0.0130 parts by mass in%, acidity: 0.0018 parts by mass in percent.
Claims (2)
Behandlung und Strippen mit Inertgas bei einer Temperatur von 473 bis 513K, dadurch
gekennzeichnet, daß organische Isocyanate in Gegenwart von 0,005 bis 2 Massenanteile in % an Trialkylphosphaten der thermischen Behandlung ausgesetzt werden und anschließend das
Strippen nach bekannten Verfahren erfolgt.1. A process for the purification of organic isocyanates of chlorine compounds by thermal
Treatment and stripping with inert gas at a temperature of 473 to 513K, thereby
characterized in that organic isocyanates in the presence of 0.005 to 2 parts by mass in% of trialkyl phosphates are subjected to the thermal treatment and then the
Stripping by known methods takes place.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1989
- 1989-10-24 DD DD33384189A patent/DD288596A5/en not_active IP Right Cessation
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