JPH01121259A - Production of polyisocyanate - Google Patents

Production of polyisocyanate

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JPH01121259A
JPH01121259A JP27857287A JP27857287A JPH01121259A JP H01121259 A JPH01121259 A JP H01121259A JP 27857287 A JP27857287 A JP 27857287A JP 27857287 A JP27857287 A JP 27857287A JP H01121259 A JPH01121259 A JP H01121259A
Authority
JP
Japan
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polyisocyanate
polycarbamate
reaction
thermal decomposition
polymethylene polyphenyl
Prior art date
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Pending
Application number
JP27857287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Takano
哲雄 高野
Yoshitoshi Kumagai
熊谷 善敏
Kazuyuki Iwata
岩田 一幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a compound useful as a raw material for producing polyurethane economically and advantageously, by subjecting polymethylene polyphenyl polycarbamate to thermal decomposition reaction in a liquid phase at two stages. CONSTITUTION:Polymethylene polyphenyl polycarbamate (hereinafter abbreviated as polycarbamate) is heated in the absence of a catalyst in an organic solvent such as chloronaphthalene under normal pressure at 150-350 deg.C and decomposed into polymethylene polyphenyl polyisocyanate (abbreviated as polyisocyanate) and an alcohol. The prepared reaction product is distilled and separated into a low-boiling component comprising methylene diphenyl diisocyanate of substantially binuclear compound and a high-boiling component containing a polynuclear polyisocyanate of tri- or more nuclear compound, an unreacted polycarbamate raw material and a carbamate isocyanate compound of intermediate. The high- boiling component discharged from the bottom of the column is further thermally decomposed by another reactor to give the aimed substance.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
トの製造方法に関しミさらに詳しくは、ポリメチレンポ
リフェニルポリカーバメートの液相熱分解によりポリメ
チレンポリフェニルポリイソシアネートを製造する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing polymethylene polyphenyl polyisocyanate. The present invention relates to a method for producing isocyanate.

ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(以下、
単にポリイソシアネートと略記)、なかんずく2核体の
メチレンジフェニルジイソシアネー)(MDI)は、ポ
リウレタンエラストマーおよび被覆材料製造の原料とし
て有用な物質であり、この用途における使用量は、揮発
性が高く毒性の強いことが問題となっているトリレンジ
イソシアネー)(TDI)を現在では凌駕しており、工
業的規模での大量生産が行われている。
Polymethylene polyphenyl polyisocyanate (hereinafter referred to as
Polyisocyanates (abbreviated simply as polyisocyanates), especially the dinuclear methylene diphenyl diisocyanate (MDI), are useful materials as raw materials for the production of polyurethane elastomers and coating materials, and the amounts used in this application are highly volatile and toxic. It currently surpasses tolylene diisocyanate (TDI), which has been a problem due to its strong oxidation, and is being mass-produced on an industrial scale.

(従来の技術) 従来、芳香族イソシアネート類は、芳香族ニトロ化合物
を水素還元して得られる芳香族アミンにホスゲンを作用
させることにより一般に製造されてきた。しかし、この
方法は、工程が複雑な上、有毒なホスゲンを使用するこ
と、塩化水素が大量に副生ずることなどの問題があった
。そこで、ホスゲンを使用しない芳香族イソシアネート
類の製造方法が20年来研究されてきた。
(Prior Art) Conventionally, aromatic isocyanates have generally been produced by reacting phosgene with an aromatic amine obtained by hydrogen reduction of an aromatic nitro compound. However, this method has problems such as a complicated process, the use of toxic phosgene, and a large amount of hydrogen chloride produced as a by-product. Therefore, methods for producing aromatic isocyanates that do not use phosgene have been studied for the past 20 years.

これらの方法は、(l)直接法、(2)カーバメート経
由法の2種類に大別される。
These methods are roughly divided into two types: (l) direct method and (2) carbamate-mediated method.

直接法は、不活性溶媒中で主としてパラジウム触媒の存
在下、芳香族ニトロ化合物に一酸化炭素を作用させ、芳
香族イソシアネートを直接得る方法である。この方法に
は、反応条件が過酷であるばかりでなく、触媒の生産性
が低い、副反応が併発しやすいといった欠点がある。さ
らに、この方法は上記ポリイソシアネートの製造にその
まま適用することは困難である。
The direct method is a method in which an aromatic nitro compound is reacted with carbon monoxide in an inert solvent mainly in the presence of a palladium catalyst to directly obtain an aromatic isocyanate. This method has drawbacks such as not only harsh reaction conditions but also low productivity of the catalyst and a tendency for side reactions to occur. Furthermore, it is difficult to directly apply this method to the production of the above polyisocyanate.

第2のカーバメート旙由法は、アルコールと芳香族ニト
ロ化合物を白金族金属触媒またはセレン触媒の存在下に
一酸化炭素と反応させて芳香族カーバメートを生成させ
、次いで該カーバメートを熱分解することにより対応す
る芳香族イソシアネートを得る方法である。
The second carbamate synthesis method involves reacting an alcohol and an aromatic nitro compound with carbon monoxide in the presence of a platinum group metal catalyst or a selenium catalyst to form an aromatic carbamate, and then thermally decomposing the carbamate. This is a method for obtaining the corresponding aromatic isocyanate.

本発明は、かかるカーバメート経由法によるポリイソシ
アネートの製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing polyisocyanate using such a carbamate-mediated method.

この方法によれば、下記の反応式に示すように、N−フ
ェニルカーバメート(I)をホルムアルデヒド等のメチ
レン化剤との縮合により架橋してポリメチレンポリフェ
ニルポリカーバメート(以下、単にポリカーバメートと
略記)(■)を生成させ、次いでこのポリカーバメート
を熱分解すると、対応するポリイソシアネート(I[[
)が得られる。
According to this method, as shown in the reaction formula below, N-phenyl carbamate (I) is crosslinked by condensation with a methylenating agent such as formaldehyde to form polymethylene polyphenyl polycarbamate (hereinafter simply referred to as polycarbamate). ) (■) and then pyrolysis of this polycarbamate yields the corresponding polyisocyanate (I[[
) is obtained.

(式中、mは0または1〜6の整数、Rは炭素数1〜6
の低級アルキル基を意味する)。
(In the formula, m is 0 or an integer of 1 to 6, R is a carbon number of 1 to 6
lower alkyl group).

この方法は、原料となるN−フェニルカーバメートをニ
トロ化合物あるいはアミノ化合物から合成する優れた方
法が近年開発されたため、ポリカーバメートあるいはポ
リイソシアネートの有利な製造法として期待されている
。しかし、この方法の第二段階、すなわちポリカーバメ
ートの熱分解工程を、従来公知の熱分解法で実施した場
合、反応速度およびポリイソシアネート生成物の収率と
品質が不十分であるため、この方法は工業的実施には至
っていない。
This method is expected to be an advantageous method for producing polycarbamates or polyisocyanates because an excellent method for synthesizing N-phenyl carbamate as a raw material from a nitro compound or an amino compound has been developed in recent years. However, when the second step of this process, the pyrolysis step of the polycarbamate, is carried out by conventionally known pyrolysis methods, the reaction rate and the yield and quality of the polyisocyanate product are unsatisfactory. has not yet reached industrial implementation.

公知のカーバメートIIの熱分解法は、高温の気相で行
う方法と比較的低温の液相で行う方法とに大別される。
Known methods for thermal decomposition of carbamate II are broadly divided into methods performed in a high-temperature gas phase and methods performed in a relatively low-temperature liquid phase.

前者の気相法は、例えば特公昭46−17773号公報
に記載されているが、高温、高真空下の条件下での短時
間反応が必要であり、高沸点のポリカーバメートに適用
することは実際上不可能である。
The former gas phase method is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 46-17773, but it requires a short reaction time under conditions of high temperature and high vacuum, and cannot be applied to polycarbamates with high boiling points. Practically impossible.

液相熱分解法は、例えば特開昭51−19721号、同
52−19624号、同54−39002号、同57−
158747号公報に説明されているが、いずれも触媒
の存在および/または減圧ないし真空下の条件を採用し
て熱分解を実施するものである。そのため、触媒の分離
・回収といった後処理が必要となり操作が煩雑となった
り、あるいは減圧ないし真空のために運転上の制約が大
となるうえ、装置が過大で複雑となる等の問題点がある
The liquid phase pyrolysis method is described, for example, in JP-A Nos. 51-19721, 52-19624, 54-39002, and 57-
As explained in Japanese Patent No. 158747, thermal decomposition is carried out in the presence of a catalyst and/or under reduced pressure or vacuum conditions. As a result, there are problems such as post-processing such as separation and recovery of the catalyst being required, which complicates operations, and reduced pressure or vacuum resulting in significant operational constraints, as well as oversized and complicated equipment. .

ポリイソシアネートの製造においては、実質的に蒸留精
製することができないような高沸点のポリイソシアネー
ト(3核体以上の多核体、上の一般式(III)でm≧
1)を含む反応生成物が生成する。この反応生成物から
、通常、蒸留などで2核体MDr(上式でm=0)を分
取してピュアMDI製品とし、残りはクルードMDI製
品として回収し、いずれもポリウレタン製造原料として
使用する。クルードMDIは、蒸留されながったMD■
のほかに、より高沸点の多核体を含有する。
In the production of polyisocyanates, high-boiling polyisocyanates (polynuclear bodies of trinuclear bodies or more, m≧ in the general formula (III) above) that cannot be substantially purified by distillation are used.
A reaction product containing 1) is produced. From this reaction product, the binuclear MDr (m=0 in the above formula) is usually separated by distillation to obtain a pure MDI product, and the remainder is recovered as a crude MDI product, both of which are used as raw materials for polyurethane production. . Crude MDI is MD that has not been distilled.
In addition to this, it contains polynuclear substances with higher boiling points.

このように、蒸留缶出液も製品とする場合には、未反応
のポリカーバメート原料やカーバメート基の一部のみが
イソシアネート基に転化されたイソシアネートカーバメ
ート中間体の残留(これらは高沸点物質であるため、残
留すればクルードMDIに必然的に含まれてくる)を可
及的に回避する必要があり、それには上記の熱分解を完
結させることが必須である。
In this way, when distillation bottom liquor is also used as a product, unreacted polycarbamate raw materials and residual isocyanate carbamate intermediates in which only a portion of the carbamate groups have been converted to isocyanate groups (these are high-boiling substances) Therefore, it is necessary to avoid as much as possible the residual MDI (which would inevitably be included in crude MDI), and it is essential to complete the above thermal decomposition.

そのためには、高温下で熱分解が完結するまで長時間の
加熱を行うことが考えられるが、それにより好ましくな
い併発的あるいは逐次的副反応が起こり、樹脂状の多種
類の高沸点物が生成して、製品ポリイソシアネートの歩
留り低下、品質劣化を招き、ポリウレタン原料として不
適当なものが得られる。
To achieve this, it is conceivable to carry out heating at high temperatures for a long time until the thermal decomposition is completed, but this may cause undesirable concurrent or sequential side reactions, producing many types of resin-like high-boiling substances. This results in a decrease in the yield and quality of the polyisocyanate product, resulting in a product unsuitable as a raw material for polyurethane.

(発明が解決しようとする問題点) したがって、触媒や減圧条件を利用せずに、ポリカーバ
メートの熱分解反応をできるだけ低温度で短時間に完結
させ、未反応原料と中間体の残存量を実質的にゼロとす
ることが、カーバメート経由法によるポリイソシアネー
トの製造技術の確立には極めて重要である。本発明は、
この技術的課題を解決することを目的とする。
(Problem to be solved by the invention) Therefore, without using a catalyst or reduced pressure conditions, the thermal decomposition reaction of polycarbamate can be completed in as low a temperature as possible in a short time, and the remaining amount of unreacted raw materials and intermediates can be substantially reduced. It is extremely important to achieve zero in the establishment of polyisocyanate production technology using the carbamate-mediated method. The present invention
The purpose is to solve this technical problem.

これに関連して、カーバメート経由法によるTDI製造
については、目的物TDIを蒸留分離した後の未反応の
トリレンシカ−バメート原料および中間体トリレンカー
バメートイソシアネートを含有する缶出液を、場合によ
り高沸点の不活性溶媒とともに熱分解反応器に循環する
ことが提案されている(特公昭46−17773号)、
この際、ストリッピング法を用いて重質副生物を除去す
る方法も公知である(特開昭51−29445号)。ま
た、反応速度を高め、触媒を有効利用するため、中間物
と触媒を含んだ液を循環する方法も提案されている(特
開昭52−19624号)。
In this regard, for the production of TDI via a carbamate method, the bottoms containing the unreacted tolylene carbamate raw material and intermediate tolylene carbamate isocyanate after distilling off the target TDI are optionally used at a high boiling point. It has been proposed (Japanese Patent Publication No. 46-17773) to circulate it into a pyrolysis reactor together with an inert solvent.
At this time, a method of removing heavy by-products using a stripping method is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 51-29445). Furthermore, in order to increase the reaction rate and effectively utilize the catalyst, a method has been proposed in which a liquid containing an intermediate and a catalyst is circulated (Japanese Patent Laid-Open No. 19624/1983).

しかし、本発明のMDIを主とするポリイソシアネート
の製造においては、上述のように蒸留缶出液もクルード
MDIとして回収・製品化されること、および熱分解原
料や中間体のカーバメート基含有化合物も高沸点物質で
あり、極端な高真空を採用しない限り、蒸留缶出液をさ
らに蒸留によって精製することは困難であることから、
上記のTDIに関する従来技術を適用して未反応原料や
中間体を除去することは不適当であり、そのようにして
得られたポリイソシアネートは、高温に長時間さらされ
た結果、ポリウレタン製造原料に要求される品質を満た
すことはできない。
However, in the production of the polyisocyanate based on MDI of the present invention, as mentioned above, distillation bottoms are also recovered and commercialized as crude MDI, and pyrolysis raw materials and intermediate carbamate group-containing compounds are also used. Since it is a high-boiling point substance, it is difficult to further purify distillation bottoms by distillation unless an extremely high vacuum is used.
It is inappropriate to remove unreacted raw materials and intermediates by applying the above-mentioned conventional techniques related to TDI, and the polyisocyanate thus obtained becomes a raw material for polyurethane production as a result of long-term exposure to high temperatures. It is not possible to meet the required quality.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた
結果、熱分解反応混合物から実質的に2核体ポリイソシ
アネートからなるピュアMDIを蒸留分離したのち、缶
出液を別に設けた熱分解反応器で再び熱分解することに
より、短時間の熱分解で未反応ポリカーバメートと中間
体を実質的に完全にポリイソシアネートに転化すること
ができることを見出し、本発明を完成させた。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have distilled and separated pure MDI consisting essentially of dinuclear polyisocyanate from the thermal decomposition reaction mixture. Later, it was discovered that by thermally decomposing the bottoms again in a separate thermal decomposition reactor, unreacted polycarbamate and intermediates could be substantially completely converted into polyisocyanate in a short period of thermal decomposition. , completed the present invention.

ここに、本発明の要旨は、ポリカーバメートの液相熱分
解によるポリイソシアネートの製造方法において、得ら
れた熱分解反応生成物を蒸留して、反応生成物を実質的
に2核体のメチレンジフェニルジイソシアネートからな
る低沸点成分と、2核体のほかに3核体以上の多核体ポ
リイソシアネート、未反応ポリカーバメート原料および
中間体のカーバメートイソシアネート化合物を含有する
高沸点成分とに分離し、塔底から排出される高沸点成分
を、原料ポリカーバメートの熱分解反応器とは別に設け
た反応器でさらに液相熱分解することを特徴とする、ポ
リイソシアネートの製造方法である。
Here, the gist of the present invention is to provide a method for producing polyisocyanate by liquid-phase pyrolysis of polycarbamate, in which the obtained pyrolysis reaction product is distilled, and the reaction product is converted into substantially dinuclear methylene diphenyl. It is separated into a low-boiling point component consisting of diisocyanate and a high-boiling point component containing not only binuclear polyisocyanate but also polynuclear polyisocyanate of trinuclear or more, unreacted polycarbamate raw material, and intermediate carbamate isocyanate compound, and is separated from the bottom of the column. This method of producing polyisocyanate is characterized in that the discharged high-boiling components are further subjected to liquid phase pyrolysis in a reactor provided separately from the pyrolysis reactor for raw material polycarbamate.

(作用) 以下、本発明の詳細な説明する。(effect) The present invention will be explained in detail below.

本発明の方法において、熱分解反応に供する原料ポリカ
ーバメートは、前記−殺減(■)(式中、mは0または
1ないし6の整数、Rは炭素数1ないし6の低級アルキ
ル基を意味する)で表わされるものである。
In the method of the present invention, the raw material polycarbamate to be subjected to the thermal decomposition reaction is the -killing (■) (in the formula, m is 0 or an integer of 1 to 6, and R is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ).

このポリカーバメート(■)は、前述したように、公知
方法に従い、相当するN−フェニルカーバメート(1)
とメチレン化剤(ホルムアルデヒドまたはホルムアルデ
ヒドを発生させる物質)とを酸触媒の存在下に縮合反応
させることにより得られる。
As mentioned above, this polycarbamate (■) was prepared by converting it into the corresponding N-phenylcarbamate (1) according to a known method.
and a methylenating agent (formaldehyde or a substance that generates formaldehyde) in the presence of an acid catalyst.

一般式(I)および(11[)において、Rの具体例は
、メチル、エチル、n−プロピル、1so−プロピル、
n−ブチル、1so−ブチル、5ec−ブチル、ter
t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシルである。Rが
メチルまたはエチルであるのが好ましい。また、−殺減
(I[)におけるmの値は、ポリイソシアネートの用途
により好ましい範囲が異なるが、m=Qのメチレンジフ
ェニルシカ−バメート (MDU)からは商業的価値の
高いMDIが生成するので、m=Qの割合が可及的に多
い8とが一般に好ましい。
In general formulas (I) and (11[), specific examples of R include methyl, ethyl, n-propyl, 1so-propyl,
n-butyl, 1so-butyl, 5ec-butyl, ter
These are t-butyl, n-pentyl, and n-hexyl. Preferably R is methyl or ethyl. In addition, the preferable range of the value of m in -kill reduction (I[) varies depending on the use of the polyisocyanate, but MDI with high commercial value is produced from methylene diphenyl cicabamate (MDU) where m = Q. , 8 in which the proportion of m=Q is as high as possible is generally preferred.

メチレン化剤としては、ホルムアルデヒドまたはホルム
アルデヒドを発生させる物質が使用される。ホルムアル
デヒドを発生させる物質とは、上記縮合反応条件下で分
解等によりホルムアルデヒドを発生させる物質であり、
その具体例には、トリオキサン、パラホルムアルデヒド
、メチラールおよびその他のホルマール類が含まれる。
As the methylenating agent, formaldehyde or a substance that generates formaldehyde is used. A substance that generates formaldehyde is a substance that generates formaldehyde by decomposition etc. under the above condensation reaction conditions,
Examples include trioxane, paraformaldehyde, methylal and other formals.

通常は、主として経済的理由から、ホルマリンなどのホ
ルムアルデヒド水溶液が使用される。
Usually, an aqueous formaldehyde solution such as formalin is used, mainly for economic reasons.

縮合反応は、通常50〜150℃の温度で行なわれる。The condensation reaction is usually carried out at a temperature of 50 to 150°C.

酸触媒としては、硫酸、塩酸などの鉱酸、三フッ化ホウ
素などのルイス酸、およびメタンスルホン酸などの有機
酸が使用でき、好ましくは強酸を使用する。所望により
、極性有機溶媒を存在させてもよい。
As the acid catalyst, mineral acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, Lewis acids such as boron trifluoride, and organic acids such as methanesulfonic acid can be used, and strong acids are preferably used. If desired, a polar organic solvent may be present.

縮合により生成したポリカーバメート反応生成物は、縮
合反応混合物から触媒、未反応原料および水その他の反
応溶媒を除去することにより、固形物として取得するこ
とができる。
The polycarbamate reaction product produced by condensation can be obtained as a solid by removing the catalyst, unreacted raw materials, water, and other reaction solvents from the condensation reaction mixture.

こうして得られた一般式(II)で示されるポリカーバ
メートの多核体組成は、メチレン化剤および酸触媒の種
類や反応条件によりある程度調節できることが知られて
いるが、いずれにしても、m−〇の三核体とm≧1の多
核体の混合物が生成する。ポリカーバメートは前述した
ように高沸点物質であり、蒸留による三核体の単離が困
難であるので、通常は三核体と多核体の混合物の状態で
本発明の熱分解反応の原料として使用する。また、反応
生成物中の未反応N−フェニルカーバメートは通常蒸留
によって除去するが、これを全部もしくは一部残存させ
たまま、熱分解反応に供することもできる。
It is known that the polynuclear composition of the polycarbamate represented by the general formula (II) obtained in this way can be controlled to some extent by the types of methylenating agent and acid catalyst and the reaction conditions, but in any case, m- A mixture of trinuclear bodies with m≧1 and polynuclear bodies with m≧1 is generated. As mentioned above, polycarbamate is a high boiling point substance and it is difficult to isolate the trinuclear substance by distillation, so it is usually used as a raw material for the thermal decomposition reaction of the present invention in the form of a mixture of trinuclear bodies and polynuclear bodies. do. Further, unreacted N-phenyl carbamate in the reaction product is usually removed by distillation, but it can also be subjected to the thermal decomposition reaction while remaining in whole or in part.

本発明の方法によれば、こうして調製されたポリカーバ
メート(旧を液相で熱分解し、対応する一般式(Iff
)で表わされるポリイソシアネートを製造する(式中、
mおよびRは前記と同じ意味である)。
According to the method of the invention, the polycarbamates thus prepared (old) are pyrolyzed in the liquid phase and the corresponding general formula (Iff
) to produce a polyisocyanate represented by (wherein,
m and R have the same meanings as above).

この反応は、ポリカーバメートを、好ましくは触媒の不
存在下に、有機溶媒中で高温に加熱して、ポリイソシア
ネートとアルコールとに熱分解することにより行われる
。発生するアルコールは捕集して、前記縮合反応の原料
のN−フェニルカーバメートの製造に好適に再使用する
ことができる。
This reaction is carried out by heating the polycarbamate to high temperature in an organic solvent, preferably in the absence of a catalyst, to thermally decompose it into polyisocyanate and alcohol. The generated alcohol can be collected and suitably reused for producing N-phenyl carbamate, which is a raw material for the condensation reaction.

熱分解反応温度は、一般に150〜350℃、好ましく
は200〜300℃、特に”好まし゛くは220〜28
0℃の範囲内である。反応時間は原料ポリカーバメ一部
の種類、反応方式、反応条件、特に反応温度に依存し、
一般に5分間〜10時間の範囲内である。
The thermal decomposition reaction temperature is generally 150 to 350°C, preferably 200 to 300°C, particularly preferably 220 to 28°C.
It is within the range of 0°C. The reaction time depends on the type of raw material polycarbame, reaction method, reaction conditions, especially reaction temperature.
Generally it is within the range of 5 minutes to 10 hours.

反応溶媒中の原料ポリカーバメートの濃度は、1〜8重
量%、より好ましくは2〜50重量%の範囲である。
The concentration of raw polycarbamate in the reaction solvent ranges from 1 to 8% by weight, more preferably from 2 to 50% by weight.

上記熱分解反応は、減圧下、常圧下または加圧下に回分
式または連続式で実施される。連続式、特に流下式の反
応が、回分式に比べて短時間で所期の反応成績を得るこ
とができ、好ましい。また、常圧での反応が、装置力傭
略となり有利である。
The above thermal decomposition reaction is carried out batchwise or continuously under reduced pressure, normal pressure or increased pressure. A continuous type reaction, particularly a flowing type reaction, is preferable because it can obtain desired reaction results in a shorter time than a batch type reaction. Further, reaction at normal pressure is advantageous since it requires less equipment.

触媒は特に存在させなくとも十分な反応速度が得られる
。さらに触媒の不存在下では反応物の後処理を著しく簡
単にすることができる。
A sufficient reaction rate can be obtained even without the presence of a catalyst. Furthermore, in the absence of catalysts, the work-up of the reactants can be significantly simplified.

本発明の熱分解に用いる溶媒は、反応温度および圧力で
液状であり、原料ポリカーバメートとポリイソシアネー
ト生成物の両方を完全に溶解でき、かつ反応条件下で熱
的にも化学的にも安定なものである。この意味で常圧沸
点が150〜330℃、特に170〜270℃の範囲の
有機溶媒が好適である。
The solvent used for the pyrolysis of the present invention is liquid at the reaction temperature and pressure, capable of completely dissolving both the raw polycarbamate and the polyisocyanate product, and thermally and chemically stable under the reaction conditions. It is something. In this sense, organic solvents having a normal pressure boiling point of 150 to 330°C, particularly 170 to 270°C are suitable.

沸点が330℃を超える溶媒も使用できるが、反応終了
後に反応混合物から溶媒を蒸留により回収する際に、沸
点が生成ポリイソシアネートと近くなって溶媒の分離が
困難となること、および蒸留温度が高くなり、副反応に
よるポリイソシアネート生成物の品質劣化を引き起こし
やすくなることから、推奨されない。一方、沸点が15
0℃以下の溶媒を使用すると、反応系を液相に保持する
のに加圧が必要となり、装置および操作が複雑なものと
なる。
Solvents with a boiling point exceeding 330°C can also be used, but when recovering the solvent from the reaction mixture by distillation after the reaction, the boiling point will be close to that of the polyisocyanate produced, making it difficult to separate the solvent, and the distillation temperature will be high. This is not recommended because it tends to cause quality deterioration of the polyisocyanate product due to side reactions. On the other hand, the boiling point is 15
When a solvent at 0° C. or lower is used, pressurization is required to maintain the reaction system in a liquid phase, which complicates the equipment and operation.

本発明の熱分解反応に使用できる溶媒の具体例を次に例
示する:デカン、n−ヘキサデカン、n−オクタデカン
等の高級アルカン;0−キシレン、m−キシレン、p−
キシレン、エチルベンゼン、クメン、ジイソプロピルベ
ンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ナフタレン、ニトロ
ヘンゼン、ツク100ベンゼン、メチルナフタレン、ク
ロロナフタレン、ジフェニルおよび置換ジフェニル、ジ
フェニルメタン、アントラセン、フェナントレンなどの
非置換もしくは置換芳香族炭化水素;メチルシクロヘキ
サン、シクロペンタンなどの5〜7員環の脂環式炭化水
素。さらに、イソシアネートとの反応性を有しないエー
テルおよびポリエーテル(例、ジフェニルエーテル)(
環式エーテルを含む)、ケトン(例、メチルイソブチル
ケトン)、エステル(例、ジオクチルフタレート)、な
らびにこれらの化合物のイオウ頻縁体も溶媒として使用
できる。
Specific examples of solvents that can be used in the thermal decomposition reaction of the present invention are listed below: Higher alkanes such as decane, n-hexadecane, and n-octadecane; O-xylene, m-xylene, p-
Unsubstituted or substituted aromatic hydrocarbons such as xylene, ethylbenzene, cumene, diisopropylbenzene, cyclohexylbenzene, naphthalene, nitrohenzene, 100 benzene, methylnaphthalene, chloronaphthalene, diphenyl and substituted diphenyl, diphenylmethane, anthracene, phenanthrene; methylcyclohexane, 5- to 7-membered alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane. In addition, ethers and polyethers (e.g. diphenyl ether) that have no reactivity with isocyanates (
(including cyclic ethers), ketones (eg, methyl isobutyl ketone), esters (eg, dioctyl phthalate), and sulfur polyesters of these compounds can also be used as solvents.

ポリカーバメートの熱分解反応は可逆反応であるので、
分解方向に化学平衡を移動させ、生成したポリイソシア
ネートとアルコールとの再結合を防止するために、生成
物のうちの少なくとも一方の成分を反応系から連続的に
除去することが好ましい。この除去を促進するために、
不活性ガスキャリヤーを反応系に導入することができる
。あるいは、同様な作用をする低沸点の有機溶媒をキャ
リヤーとして使用してもよい。不活性ガスの例は、窒素
、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガス、メタン、エタン、プ
ロパンなどであり、これらを単独あるいは混合して使用
できる。低沸点有機溶媒の例は、ジクロロメタン、クロ
ロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素;ペン
タン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼンなどの低級炭化水
素;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテルな
どであり、これらは反応溶媒に予め混合するか、反応中
に別途連続供給しながら使用する。
Since the thermal decomposition reaction of polycarbamate is a reversible reaction,
In order to shift the chemical equilibrium in the direction of decomposition and prevent recombination of the produced polyisocyanate and alcohol, it is preferable to continuously remove at least one component of the products from the reaction system. To facilitate this removal,
An inert gas carrier can be introduced into the reaction system. Alternatively, low-boiling organic solvents may be used as carriers, which act in a similar manner. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, methane, ethane, propane, etc., and these can be used alone or in combination. Examples of low boiling point organic solvents are halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride; lower hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, benzene; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, etc., which are used as reaction solvents. It can be mixed in advance or used while being fed separately and continuously during the reaction.

本発明の熱分解反応においては、生成するアルコールと
ポリイソシアネート、使用する反応溶媒およびキャリヤ
ー有機溶媒の沸点の関係に従って、それぞれに最も適し
た反応方式が採用される。
In the thermal decomposition reaction of the present invention, the most suitable reaction method is adopted depending on the relationship between the boiling points of the alcohol and polyisocyanate to be produced, the reaction solvent used, and the carrier organic solvent.

例えば、反応溶媒が生成ポリイソシアネートとアルコー
ルの中間の沸点を有し、キャリヤーとし不活性ガスを用
いる場合には、溶液中で生成したアルコールと反応溶媒
および一部のポリイソシアネートを不活性ガス気流に伴
って気相に除去し、次いで反応器の上部に設置した凝縮
器によって、ポリイソシアネートと反応溶媒の大部分を
凝縮させて反応器に戻し、アルコールと一部の反応溶媒
を系外に取り出す反応方式が考えられる。反応溶媒とポ
リイソシアネート生成物との沸点差が十分にある場合に
は、生成したポリイソシアネートの留出を抑え、全量を
反応系内に留めることができる。
For example, if the reaction solvent has a boiling point between that of the polyisocyanate produced and the alcohol, and an inert gas is used as a carrier, the alcohol produced in the solution, the reaction solvent, and some polyisocyanate are heated in an inert gas stream. A reaction in which most of the polyisocyanate and reaction solvent are condensed and returned to the reactor using a condenser installed at the top of the reactor, and the alcohol and some of the reaction solvent are taken out of the system. There are several possible methods. When there is a sufficient difference in boiling point between the reaction solvent and the polyisocyanate product, distillation of the produced polyisocyanate can be suppressed and the entire amount can be retained within the reaction system.

得られた熱分解反応混合物の処理は、本発明により次の
ように行なわれる。反応混合物を、好ましくは溶媒を除
去した後、実質的に2核体MDIからなる低沸点成分が
留出する条件で蒸留を行う。
The treatment of the resulting pyrolysis reaction mixture is carried out according to the invention as follows. Preferably, after removing the solvent, the reaction mixture is distilled under conditions such that low-boiling components consisting essentially of binuclear MDI are distilled out.

蒸留塔の塔底からは、3核体以上の多核体ポリイソシア
ネート、原料ポリカーバメートおよび反応中間体のカー
バメートイソシアネート化合物および残留するMDIを
含有する高沸点成分が缶出液として回収される。留出し
た低沸点成分は、必要あればさらに精製して、4.4’
−MDIからなるピュアMDIとして回収し、ポリウレ
タン原料などとして使用する。
From the bottom of the distillation column, high-boiling components containing trinuclear or higher polynuclear polyisocyanate, raw material polycarbamate, reaction intermediate carbamate isocyanate compound, and residual MDI are recovered as bottoms. The distilled low-boiling components are further purified if necessary to obtain 4.4'
-Recover as pure MDI consisting of MDI and use it as a raw material for polyurethane.

蒸留塔の缶出液は、従来はクルードMDIとして回収さ
れて、やはりポリウレタン原料として使用されてきたが
、反応を高温でよほどの長時間行わない限り (これは
生成物の熱的劣化を伴う)、熱分解反応においてポリカ
ーバメートを完全にポリイソシアネートに転化すること
はできないので、上述したように、蒸留では分離除去で
きない高沸点のポリカーバメート原料やカーバメートイ
ソシアネート反応中間体が缶出液に少量共存することは
一般に避けられない。その結果、ポリウレタン原料とし
ての品質が不満足なりルートMDILか得られなかった
。これを回避するには、前述したように、できるだけ短
時間で熱分解反応を完結させて、前記原料や中間体をす
べてポリイソシアネートに転化させる反応方式を見出す
ことが必要である。
The distillation column bottoms have conventionally been recovered as crude MDI and used as a raw material for polyurethane, but unless the reaction is carried out at high temperatures for a very long time (this involves thermal deterioration of the product). Since it is not possible to completely convert polycarbamate into polyisocyanate in a thermal decomposition reaction, as mentioned above, a small amount of high-boiling point polycarbamate raw materials and carbamate isocyanate reaction intermediates that cannot be separated and removed by distillation coexist in the bottom liquor. This is generally unavoidable. As a result, the quality as a polyurethane raw material was unsatisfactory, and root MDIL could not be obtained. In order to avoid this, as described above, it is necessary to find a reaction method that completes the thermal decomposition reaction in as short a time as possible and converts all the raw materials and intermediates into polyisocyanate.

本発明の方法によれば、ポリイソシアネートへの実質的
に完全な転化を達成するために、前記蒸留塔の塔底から
得られた高沸点成分を、原料の熱分解反応器とは別個に
設けた熱分解反応器でさらに熱分解する。この熱分解も
、原料の熱分解と同様の反応条件および反応方式で実施
できる。予想外なことに、この高沸点成分の熱分解によ
り、残留するカーバメート基含有未反応原料および中間
体を、ごく短時間の熱分解で実質的に完全にポリイソシ
アネートに転化させることができることが判明した。
According to the process of the invention, the high-boiling components obtained from the bottom of the distillation column are provided separately from the raw material pyrolysis reactor in order to achieve substantially complete conversion to polyisocyanate. Further pyrolysis takes place in a pyrolysis reactor. This thermal decomposition can also be carried out under the same reaction conditions and reaction method as the thermal decomposition of the raw materials. Unexpectedly, it has been found that by thermal decomposition of this high-boiling component, residual unreacted raw materials and intermediates containing carbamate groups can be virtually completely converted into polyisocyanates in a very short period of thermal decomposition. did.

また、本発明の方法では、未反応原料や中間原料の再熱
分解を行うことから、最初の原料の熱分解工程を反応の
完全さを期して苛酷な条件で行う必要はない。すなわち
、従来より短い反応時間で最初の熱分解工程を実施する
ことができる。蒸留塔高沸点成分の再熱分解は、重質物
の割合が相対的に多いことから、最初の熱分解より高温
度で行うことが好ましい。例えば、高沸点成分の熱分解
は、最初の原料の熱分解温度より5〜20℃高い温度で
行うことができる。この再熱分解の反応時間は、未反応
ポリカーバメートと中間体カーバメートイソシアネート
が完全にポリイソシアネートに熱分解されるように選択
され、反応条件に応じて変動するが、一般には数秒ない
し士数分、好ましくは1分以内というごく短時間の熱分
解で十分である。
Furthermore, in the method of the present invention, since unreacted raw materials and intermediate raw materials are re-thermally decomposed, there is no need to carry out the first thermal decomposition step of the raw materials under harsh conditions in order to ensure completeness of the reaction. That is, the first thermal decomposition step can be carried out in a shorter reaction time than conventionally. The re-thermal decomposition of the high-boiling components in the distillation column is preferably carried out at a higher temperature than the first thermal decomposition because the proportion of heavy substances is relatively high. For example, pyrolysis of high boiling components can be carried out at a temperature of 5 to 20°C higher than the pyrolysis temperature of the initial feedstock. The reaction time for this rethermal decomposition is selected so that unreacted polycarbamate and intermediate carbamate isocyanate are completely thermally decomposed to polyisocyanate, and varies depending on the reaction conditions, but is generally from several seconds to several minutes. Very short thermal decomposition, preferably within 1 minute, is sufficient.

前記高沸点成分の熱分解は、処理量が少ないので、小型
の反応器で実施でき、例えば薄膜型の流下式反応器が特
に重質物の熱分解に効果的であり、また反応時間もごく
短いために、ポリイソシアネートの劣化が避けられる。
The thermal decomposition of the above-mentioned high-boiling components can be carried out in a small reactor because the amount to be treated is small. For example, a thin film type falling reactor is particularly effective for thermal decomposition of heavy substances, and the reaction time is also very short. Therefore, deterioration of the polyisocyanate is avoided.

またこの熱分解反応は、回分式、連続式のいずれの方式
でも実施できる。
Further, this thermal decomposition reaction can be carried out either batchwise or continuously.

本発明の方法においては、上記のように別個に設けた反
応器で熱分解を2回行うことにより、それぞれに最適な
反応方式および反応条件を選択することができ、1回の
熱分解でポリイソシアネートに完全に転化させようとす
る場合に比べて、合計の熱分解反応時間が短くてすむた
め、副反応併発による生成ポリイソシアネートの熱劣化
が減少し、品質の向上した製品が得られる。なお、前記
高沸点成分を原料の熱分解反応器に再循環することがT
DIについて公知であるが、このような再循環法では上
記のような利点を得ることはできない。
In the method of the present invention, by carrying out thermal decomposition twice in separate reactors as described above, it is possible to select the optimal reaction method and reaction conditions for each, and the polymer is produced in one thermal decomposition. Compared to the case where complete conversion to isocyanate is attempted, the total thermal decomposition reaction time is shorter, so thermal deterioration of the produced polyisocyanate due to concurrent side reactions is reduced, and a product with improved quality can be obtained. Note that it is possible to recirculate the high boiling point components to the raw material thermal decomposition reactor.
Although known for DI, such recycling methods do not provide the advantages mentioned above.

本発明の方法により高沸点成分をさらに熱分解した生成
物は、適当な条件を選択した場合には、未反応ポリカー
バメートと中間体のカーバメートイソシアネートを実質
的に含有していないので、そのまま良質なりルートMD
I相当品(実質的に2核体と多核体ポリイソシアネート
のみからなる)として回収される。これを先のピュアM
DIと適当な割合で混合して製品とすることもできる。
If appropriate conditions are selected, the product obtained by further thermally decomposing high-boiling components by the method of the present invention does not substantially contain unreacted polycarbamate and intermediate carbamate isocyanate, and therefore remains of high quality as it is. Root MD
It is recovered as a product equivalent to I (substantially consisting only of dinuclear and polynuclear polyisocyanates). Pure M ahead of this
It can also be mixed with DI in an appropriate ratio to form a product.

この高沸点生成物のMDIの含有量が多い場合には、蒸
留によりこれから再びピュアMDIとクルードMDIと
に分離してもよい。
If this high-boiling product has a high MDI content, it may be separated again into pure MDI and crude MDI by distillation.

熱分解反応生成物の回収においては、共存する反応溶媒
を蒸留などにより完全に除去することが好ましい。蒸留
は、ポリイソシアネート生成物の熱変質による収率およ
び純度低下を抑制するため、できるだけ低温度、例えば
230℃以下、好ましくは150℃以下の温度で、でき
るだけ短時間のうちに終了することが好ましい。
In recovering the thermal decomposition reaction product, it is preferable to completely remove the coexisting reaction solvent by distillation or the like. Distillation is preferably completed in as short a time as possible at a temperature as low as possible, for example at a temperature of 230° C. or lower, preferably at a temperature of 150° C. or lower, in order to suppress a decrease in yield and purity due to thermal alteration of the polyisocyanate product. .

次に、本発明を実施例により例示する。実施例中、%は
特に指定のない限り重量%である。
The invention will now be illustrated by examples. In the examples, percentages are by weight unless otherwise specified.

実施例における分析は次の要領で行った。フェニルカー
バメート、ポリカーバメートの転化率、ポリイソシアネ
ートの収率、および多核体分布の決定は、反応生成物の
試料を採取し、乾燥メタノールおよび/または乾燥テト
ラヒドロフランで希釈したのち、高速液体クロマトグラ
フィーおよびゲル・パーミッシコン・クロマトグラフィ
ーで分析した。ポリイソシアネートのNGO値は、JI
S K−1605(1985)に記載の試験方法に従っ
て決定した。
Analysis in Examples was conducted as follows. Determination of phenyl carbamate, polycarbamate conversion, polyisocyanate yield, and polynuclear distribution was performed by taking a sample of the reaction product, diluting it with dry methanol and/or dry tetrahydrofuran, and then using high-performance liquid chromatography and gel chromatography. -Analyzed by permissicon chromatography. The NGO value of polyisocyanate is JI
It was determined according to the test method described in SK-1605 (1985).

実1斑1 (al縮合反応によるポリカーバメートの合成:温度針
、攪拌機および滴下ロートを備えた500鍼容のフラス
コに、エチルN−フェニルカーバメート20g、96%
硫酸24.7 g、水20gを仕込み、これを50℃に
保ちながら、37%ホルムアルデヒド水溶液(ホルマリ
ン)4.9 gを滴下した。滴下終了後、混合液を攪拌
しながら90℃の油浴上で2時間反応させた。
Seed 1 spot 1 (Synthesis of polycarbamate by al condensation reaction: Into a 500-capacity flask equipped with a temperature needle, stirrer and dropping funnel, add 20 g of ethyl N-phenyl carbamate, 96%
24.7 g of sulfuric acid and 20 g of water were charged, and 4.9 g of a 37% formaldehyde aqueous solution (formalin) was added dropwise while maintaining the mixture at 50°C. After the dropwise addition was completed, the mixture was reacted for 2 hours on a 90° C. oil bath while stirring.

反応終了後、反応液を室温まで冷却し、メチルエチルケ
トン100gを加えて不溶分を完全に溶解したのち、分
液した。水層をメチルエチルケトン100gで再び抽出
処理し、この抽出液を合わせたメチルエチルケトン層に
水1001111を加え、50%水酸化ナトリウム水溶
液を水層が中性になるまで添加した。この中和後、メチ
ルエチルケトン層を分液し、純水で十分洗浄した後、メ
チルエチルケトンと水をロータリー・エバポレーターで
蒸発させ、残渣20gを得た。この残渣を分析したとこ
ろ、その組成は、未反応のN−フェニルカーバメート1
2%、2核体ポリカーバメート (MDU)63%、3
核体以上のポリカーバメート18%、その他の生成物が
7%であった。
After the reaction was completed, the reaction solution was cooled to room temperature, 100 g of methyl ethyl ketone was added to completely dissolve the insoluble matter, and then the solution was separated. The aqueous layer was extracted again with 100 g of methyl ethyl ketone, the extracts were combined, 1001111 water was added to the methyl ethyl ketone layer, and 50% aqueous sodium hydroxide solution was added until the aqueous layer became neutral. After this neutralization, the methyl ethyl ketone layer was separated, thoroughly washed with pure water, and then methyl ethyl ketone and water were evaporated using a rotary evaporator to obtain 20 g of a residue. Analysis of this residue revealed that its composition was 1 unreacted N-phenyl carbamate.
2%, dinuclear polycarbamate (MDU) 63%, 3
18% of polycarbamate and 7% of other products were found to be more than the core.

この縮合反応生成物の陽イオン不純物を次のようにイオ
ン交換樹脂で処理して除去した。すなわち、上で得た上
記組成のポリカーバメート生成物5gをメタノール10
0mQに溶かし、予備調整した強酸性陽イオン交換樹脂
(Dowex 50WX8 、粒径100〜200メツ
シユ、ダウ・ケミカル社製)50gを充填したガラスカ
ラム(直径20鶴×高さ50fi)に50m/hrの流
速で室温下に通過させた。溶液が全て通過した後、さら
に500誠のメタノールを通液してカラム内に残留する
ポリカーバメートを流し出し、前述の通過液と合わせ6
00 賊の処理液を得た。この液からメタノールを留去
して、4.9gの固形物を得た。
Cation impurities in this condensation reaction product were removed by treatment with an ion exchange resin as follows. That is, 5 g of the polycarbamate product obtained above with the above composition was mixed with 10 g of methanol.
A glass column (diameter 20 mm x height 50 fi) packed with 50 g of strongly acidic cation exchange resin (Dowex 50W The mixture was passed at a flow rate to room temperature. After all the solution has passed through, 500 methanol is further passed through to flush out the polycarbamate remaining in the column, and combined with the above-mentioned passed through solution, 6
A processing liquid of 0.00 was obtained. Methanol was distilled off from this liquid to obtain 4.9 g of solid.

山)熱分解によるポリイソシアネートの合成:攪拌機、
溶媒供給管、窒素ガス導入管および排出管を備えた50
0 mのガラス製反応器を油浴内に設置し、窒素ガス排
出管の上部にはガラス製の凝縮器(直径16鶴×高さ2
001、ガラス製充填材を容積の約172充填)とリー
ビッヒ冷却管を連結し、さらにその先に水浴とエタノー
ル・ドライアイス浴を置いた。この反応器に、イオン交
換樹脂で処理した前記ポリカーバメート4.9gを溶媒
の1−クロロナフタレン300gおよびシクロヘキシル
ベンゼン100gと共に仕込み、内部温度を248℃に
昇温させ、キャリヤーとして乾燥窒素ガスを吹込みなが
ら攪拌下に約1時間熱分解反応を行わせた。
Mountain) Synthesis of polyisocyanate by pyrolysis: Stirrer,
50 equipped with a solvent supply pipe, nitrogen gas introduction pipe and discharge pipe
A 0 m glass reactor was installed in an oil bath, and a glass condenser (16 diameter x 2 height) was placed above the nitrogen gas discharge pipe.
001, filled with glass filler (approximately 172 in volume) was connected to a Liebig cooling tube, and a water bath and an ethanol/dry ice bath were placed further ahead. 4.9 g of the polycarbamate treated with an ion exchange resin was charged into this reactor along with 300 g of 1-chloronaphthalene as a solvent and 100 g of cyclohexylbenzene, the internal temperature was raised to 248°C, and dry nitrogen gas was blown in as a carrier. The thermal decomposition reaction was carried out for about 1 hour while stirring.

最終到達温度は250℃であった。この間、蒸発で失わ
れた溶媒を、液面が一定になるように補給した。1−ク
ロロナフタレンとシクロヘキシルベンゼンの供給比は、
初期には3/1とし、反応終了時には1−クロロナフタ
レンのみとなるよう変化させた。乾燥窒素ガスは100
℃に予熱し、■、0賊/minの割合で液中に吹込んだ
。蒸発成分は前記冷却器により25℃以下に冷却して溶
媒を回収し、副生したエタノールは、エタノール・ドラ
イアイス浴で捕集し、ガスクロマトグラフィーで生成量
を測定した。
The final temperature reached was 250°C. During this time, the solvent lost due to evaporation was replenished so that the liquid level remained constant. The supply ratio of 1-chloronaphthalene and cyclohexylbenzene is
Initially, the ratio was 3/1, and at the end of the reaction, it was changed to only 1-chloronaphthalene. Dry nitrogen gas is 100
It was preheated to 0.degree. C. and blown into the solution at a rate of 0.degree./min. The evaporated components were cooled to 25° C. or lower using the cooler described above to recover the solvent, and the by-produced ethanol was collected in an ethanol/dry ice bath, and the amount produced was measured by gas chromatography.

得られた熱分解反応生成物の分析結果は次の通りであっ
た。原料ポリカーバメート中の2核体(MDU)の転化
率は99.6%、生成ポリイソシアネート中の2核体(
MDI)の収率は、仕込みのMDUに基づいて93.0
モル%、中間体のメチレンジフェニルモノエチルカーバ
メートモノイソシアネート (MMI)の収率は3.2
モル%であった。また、エタノールの回収量は理論量の
94.0%であった。
The analysis results of the obtained thermal decomposition reaction product were as follows. The conversion rate of binuclear units (MDU) in the raw material polycarbamate was 99.6%, and the conversion rate of binuclear units (MDU) in the polyisocyanate produced was 99.6%.
The yield of MDI) is 93.0 based on the MDU of the charge.
Mol%, yield of intermediate methylene diphenyl monoethyl carbamate monoisocyanate (MMI) is 3.2
It was mol%. Moreover, the amount of ethanol recovered was 94.0% of the theoretical amount.

得られた熱分解反応生成物128.1 gを回転翼式薄
膜蒸発器にて90℃、0.8 mmFlgの条件で減圧
蒸留し、留出液としてMDI3.9%を含む液100.
5 gを得た。蒸留残液はMDI42.3%、MMI5
.2%、MDUl、2%を含む液28.2gであった。
128.1 g of the obtained thermal decomposition reaction product was distilled under reduced pressure at 90°C and 0.8 mmFlg using a rotary vane type thin film evaporator to obtain 100.1 g of a liquid containing 3.9% MDI as a distillate.
5 g was obtained. The distillation residue has an MDI of 42.3% and an MMI of 5.
.. It was 28.2 g of a liquid containing 2%, MDUl, and 2%.

前者の留出液から減圧下に溶媒を除去し、MDI3.9
gを回収した。このMDI中には、異性体以外の不純物
は認められず、ピュアMDIの品質を有していた。
The solvent was removed from the former distillate under reduced pressure, and the MDI was 3.9.
g was collected. No impurities other than isomers were observed in this MDI, and it had the quality of pure MDI.

蒸留残液の高沸点物を含む褐色の液は、ガラスピーズを
充填した流下式反応器(直径20m、高さ200 m)
にポンプで供給し、260℃の温度で熱分解反応させた
。液の大半の滞留時間は3秒であり、反応の際、下方か
ら予熱した乾燥窒素ガスを100w1/minの流速で
キャリヤーとして供給した。流下液は、反応器下部の溜
りで捕集した。溶媒などの低沸点物は、窒素で系外除去
した。捕集された反応生成物から、減圧下で残存する溶
媒を除去し、50gの粘稠な液を得た。反応生成物は、
分析の結果、MDI82%、3核体以上のポリイソシア
ネート10%、その他の化合物8%からなり、MDU、
MMIおよび多核体ポリカーバメートは液体クロマトグ
ラフからは検出されなかった。すなわち、この蒸留残液
の熱分解により、未反応原料および中間体中のカーバメ
ート基は完全にイソシアネート基に熱分解され、カーバ
メート体を含有しないポリイソシアネート生成物が得ら
れた。なお、NCO値は、留出液から得られたMDIで
は33.2、蒸留残液の熱分解から得られたポリイソシ
アネートでは30.1であった。
The brown liquid containing high boiling point substances from the distillation residue is collected in a falling reactor (diameter 20 m, height 200 m) filled with glass beads.
was supplied by a pump to cause a thermal decomposition reaction at a temperature of 260°C. The residence time of most of the liquid was 3 seconds, and during the reaction, preheated dry nitrogen gas was supplied from below as a carrier at a flow rate of 100 w1/min. The flowing liquid was collected in a pool at the bottom of the reactor. Low-boiling substances such as solvents were removed from the system using nitrogen. The remaining solvent was removed from the collected reaction product under reduced pressure to obtain 50 g of a viscous liquid. The reaction product is
As a result of the analysis, it consisted of 82% MDI, 10% trinuclear or higher polyisocyanate, 8% other compounds, MDU,
MMI and polynuclear polycarbamates were not detected by liquid chromatography. That is, by thermal decomposition of this distillation residue, the carbamate groups in the unreacted raw materials and intermediates were completely thermally decomposed into isocyanate groups, and a polyisocyanate product containing no carbamate bodies was obtained. The NCO value was 33.2 for MDI obtained from the distillate and 30.1 for the polyisocyanate obtained from thermal decomposition of the distillation residue.

(発明の効果) 本発明により下記の効果が達成される。すなわち、 ■カーバメート基含有化合物を実質的に含有しないポリ
イソシアネート生成物を得ることができ、クルードMD
Iとして品質の優れた製品が得られる。
(Effects of the Invention) The following effects are achieved by the present invention. That is, (1) a polyisocyanate product substantially free of carbamate group-containing compounds can be obtained, and crude MD
A product of excellent quality can be obtained.

■従来より短い熱分解反応時間で反応を完結させること
ができるので、主生成物のMDIの熱的損失が最小限と
なり、ピュアMDIの歩留まりが高い。
(2) Since the reaction can be completed in a shorter thermal decomposition reaction time than before, thermal loss of the main product MDI is minimized and the yield of pure MDI is high.

■熱分解を2段階で行うことにより、原料の性状に応じ
た熱分解が実施でき、各熱分解に対して反応条件、設備
を適正に選択することができ、用役費、設備費の低減が
図られる。
■ By performing pyrolysis in two stages, pyrolysis can be carried out according to the properties of the raw material, and reaction conditions and equipment can be appropriately selected for each pyrolysis, reducing utility costs and equipment costs. is planned.

■熱分解反応を触媒を使用せずに常圧で実施することが
でき、触媒除去のための後処理が不要となり、簡略な装
置で反応が実施できる。
(2) The thermal decomposition reaction can be carried out at normal pressure without using a catalyst, eliminating the need for post-treatment to remove the catalyst, and allowing the reaction to be carried out with a simple device.

以上の結果、本発明によれば、ポリウレタン製造原料と
して好適な組成および物性を有するポリイソシアネート
を、経済的に有利に製造することができる。
As a result, according to the present invention, a polyisocyanate having a composition and physical properties suitable as a raw material for producing polyurethane can be economically advantageously produced.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリメチレンポリフェニルポリカーバメートの液
相熱分解によるポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネートの製造方法において、得られた熱分解反応生成物
を蒸留して、反応生成物を実質的に2核体のメチレンジ
フェニルジイソシアネートからなる低沸点成分と、2核
体のほかに3核体以上の多核体ポリイソシアネート、未
反応ポリカーバメート原料および中間体のカーバメート
イソシアネート化合物を含有する高沸点成分とに分離し
、塔底から排出される高沸点成分を、原料ポリメチレン
ポリフェニルポリカーバメートの熱分解反応器とは別に
設けた反応器でさらに液相熱分解することを特徴とする
、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの製造
方法。
(1) In the method for producing polymethylene polyphenyl polyisocyanate by liquid-phase pyrolysis of polymethylene polyphenyl polycarbamate, the obtained pyrolysis reaction product is distilled to substantially convert the reaction product into a dinuclear form. It is separated into a low-boiling point component consisting of methylene diphenyl diisocyanate and a high-boiling point component containing a polynuclear polyisocyanate having trinuclear bodies or more in addition to binuclear bodies, unreacted polycarbamate raw materials, and an intermediate carbamate isocyanate compound. Production of polymethylene polyphenyl polyisocyanate characterized by further liquid-phase pyrolysis of high-boiling components discharged from the bottom in a reactor provided separately from the pyrolysis reactor for raw material polymethylene polyphenyl polycarbamate. Method.
(2)前記熱分解をいずれも触媒の不存在下に常圧で行
う、特許請求の範囲第1項記載の方法。
(2) The method according to claim 1, wherein the thermal decomposition is performed at normal pressure in the absence of a catalyst.
(3)前記高沸点成分の熱分解を、前記原料の熱分解よ
り高温で短時間に行う、特許請求の範囲第1項または第
2項記載の方法。
(3) The method according to claim 1 or 2, wherein the high boiling point component is thermally decomposed at a higher temperature and in a shorter time than the thermal decomposition of the raw material.
(4)前記高沸点成分の熱分解を流下式反応器で実施す
る、特許請求の範囲第3項記載の方法。
(4) The method according to claim 3, wherein the thermal decomposition of the high boiling point component is carried out in a falling reactor.
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