TW201920085A - 脂肪族異氰酸酯的製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種夠抑制副反應發生與副產物生成的脂肪族異氰酸酯的製備方法。脂肪族異氰酸酯的製備方法包括使脂族胺鹽 與光氣反應的反應步驟，其中反應步驟包括於80至100°C的溫度下將光氣首次添加到脂族胺鹽並反應的一第一反應步驟，以及於120至160°C的溫度下將光氣二次添加到該第一反應步驟的最終產物並反應的一第二反應步驟，並且其中首次添加的光氣的量與添加光氣的總量之間有一定比例。

Description

脂肪族異氰酸酯的製備方法
本發明係關於一種高純度的脂肪族異氰酸酯(aliphatic isocyanate)的製備方法，尤指一種包括能夠抑制副反應(side reaction)發生與副產物(by-product)生成的脂肪族聚異氰酸酯(aliphatic polyisocyanate)的高純度的脂肪族異氰酸酯的製備方法。
二甲苯二異氰酸酯(xylylene diisocyanate)（以下簡稱XDI）包括芳香環(aromatic ring)，但他被歸類為脂肪族異氰酸酯(aliphatic isocyanates)的成員，並在化學工業、樹脂工業與製漆工業的領域中為非常有用的化合物，如做為諸如聚胺脂基(polyurethane-based)材料、聚脲基(polyurea-based)材料、聚異氰酸酯基(polyisocyanurate-based)材料等的原料。
一般而言，脂肪族異氰酸酯是透過一種在合成期間過程中會發生許多副反應的方法來製備，且其鹽會透過與無水鹽酸(hydrochloric acid)或碳酸(carbonic acid)的反應來形成並會與光氣(phosgene)反應。舉例來說，在XDI的情況下，先藉由反應二甲苯二胺(xylylene diamine)（以下簡稱XDA）與無水鹽酸以形成胺-鹽酸鹽(amine-hydrochloride)的鹽，然後將此鹽與光氣反應來製備XDI。更具體地，在傳統上，所採用的如XDI的脂肪族異氰酸酯的製備方法是藉由此些步驟：將例如含有XDA的溶液的液態原料胺與無水鹽酸反應來形成XDA-HCl鹽酸鹽，將鹽酸鹽加熱至至少100°C的高溫，然後再添加氣態光氣於其中以進行氣態-液態反應。
採用此種在高溫加熱下進行反應的方式的具體原因是，脂肪族異氰酸酯的形成反應為典型的吸熱反應(endothermic reaction)，且需在反應期間中持續加熱和維持高溫以提高其產率。
然而，脂肪族異氰酸酯（如XDI）一般具有大的氨基(amino group)反應性，而在光氣化反應(phosgenation reaction)的期間中會發生許多副反應。由副反應所形成的雜質會影響聚氨酯樹脂(polyurethane resin)的形成反應，從而導致樹脂品質下降的問題。
如上所述，由於在脂肪族異氰酸酯的製程期間中必須維持高溫，且所製備的脂肪族異氰酸酯（如XDI等）具有大的反應性，因此，其缺點為由產物的熱變性(thermal denaturation)等所引起的副反應發生與副產物形成的可能性會進一步增加，使得即使在純化製程(purification process)中也經常發生大的負荷。
因為此些問題，以前已進行了多次嘗試來抑制脂肪族異氰酸酯的製備期間中的副反應以及副產物形成，但尚未開發出有效的技術。此外，另一缺點是，在上述製程期間中會發生光氣爆炸性的汽化，因此有更高的風險。
本發明提供一種高純度的脂肪族異氰酸酯(aliphatic isocyanate)的製備方法，當在使用光氣(phosgene)製備脂肪族異氰酸酯的期間中而反應步驟依序進行時，此方法可抑制副反應發生或副產物生成。
技術方案
本發明提供一種脂肪族異氰酸酯的製備方法，其包括使脂族胺(aliphatic amine)鹽與光氣反應的反應步驟，其中該反應步驟包括於80至100°C的溫度下將光氣首次添加到脂族胺鹽並反應的第一反應步驟，以及於120至160°C的溫度下將光氣二次添加到第一反應步驟的最終產物並反應的第二反應步驟，並且其中該首次添加的光氣的量為該首次添加的光氣與該二次添加的光氣的總量的10至30重量百分比（重量%）。
有利效果
根據本發明的製備方法，此製備方法可最小化副反應發生與副產物生成，因此，透過簡單的製備過程而高產率地產生高純度的脂肪族異氰酸酯。此外，相對縮短光氣的高溫反應時間，亦可大幅降低光氣爆炸性的汽化的風險。
本文所使用的術語僅用於描述特定具體實例，並不意圖限制本發明。除非上下文另有明確說明，否則單數的表達也意指包括複數的表達。應可理解到，本文使用的術語“包括”、“包含”、“含有（具有）”等的含義旨在指定所述的特徵、數量、步驟、成分或其組合的存在，但不排除其他特徵、數量、步驟、成分或其組合的一種或多種的存在或添加。
由於本發明的具體實例易受各種變化和替代形式的影響，因此以下將詳述其特定的具體實例。然而，應可理解到，本發明不限於所揭露的特定具體實例，相反地，本發明涵蓋落入本發明的精神和範圍內的所有變化、等效物和替代物。
根據本發明的一個具體實例，其提供一種脂肪族異氰酸酯(aliphatic isocyanate)的製備方法，該製備方法包括使脂族胺(aliphatic amine)鹽與光氣(phosgene)反應的反應步驟，
其中該反應步驟包括於80至100°C的溫度下將光氣首次添加到脂族胺鹽並反應的第一反應步驟，以及於120至160°C的溫度下將光氣二次添加到第一反應步驟的最終產物並反應的第二反應步驟，並且
其中首次添加的光氣的量為首次添加的光氣與二次添加的光氣的總量的10至30重量百分比（重量%）。
一般而言，脂肪族異氰酸酯的製備透過脂族胺與光氣的反應而進行。此時，會發生副反應，並產生作為副反應產物的例如單異氰酸酯(monoisocyanate)（諸如氯甲基芐基異氰酸酯(chloromethylbenzyl isocyanate, CMBI)）。已知此些副反應的發生與副產物的生成是由所產生的脂肪族異氰酸酯如XDI的大反應性以及在脂肪族異氰酸酯的製備過程中保持高溫的必要性所引起。特別地，當作為最終產物的脂肪族異氰酸酯在高溫下暴露一段時間，會引起副反應並可形成聚合的副產物，例如含有二聚體(dimer)、三聚體(trimer)或更高的多聚體(higher multimer)的寡聚物(oligomer)或聚合物。
在一個具體實例的製備方法中，為了抑制此些副反應及/或副產物的產生，將光氣在相對低的溫度下以相對少的量首次添加，以產生出中間產物(intermediate)，然後，將剩餘的量的光氣二次添加，而光氣與中間產物可反應以形成脂肪族異氰酸酯。
舉例來說，在二甲苯二異氰酸酯(xylylene diisocyanate, XDI)屬於脂肪族異氰酸酯的情況下，脂肪族異氰酸酯由二甲苯二胺(xylylene diamine, XDA)與光氣的反應所形成。在第一反應步驟中，首次加入少量的光氣，光氣與二甲苯二胺鹽在相對低的溫度下反應，從而產生出胺甲醯基(carbamoyl)鹽的型式的中間產物。特別地，此時，為了以相對低的反應速率來適當地形成中間產物，可預先以脂族胺鹽（例如二甲苯二胺）的形式製備，並使其反應。
然後，當在高溫下二次添加剩餘的量的光氣時，此光氣可與胺甲醯基鹽的型式的中間產物反應，以形成脂肪族異氰酸酯，例如二甲苯二異氰酸酯。
根據本具體實例的方法，作為最終產物的脂肪族異氰酸酯暴露於高溫熱的時間可被最小化，另外，因為中間產物在相對低溫的第一反應步驟中形成，故可減少在整體反應過程中所需保持高溫的時間。在結果上，可大幅減少在製備脂肪族異氰酸酯的過程中的副反應發生或副產物生成。
此外，因為加入整體過程中的熱量減少，故也可減少整體過程的成本。
因此，根據一個具體實例的製備方法，可透過簡單的製備過程以高產率來生產高純度脂肪族異氰酸酯。此外，光氣的高溫反應時間相對地縮短，因此，可大幅降低光氣爆炸性的汽化的風險。
以下將針對一個具體實例的製備方法的步驟進行詳述。
在一個具體實例的方法中，首先，進行第一反應步驟，於80至100°C或85至95°C的溫度下將光氣首次添加並同時反應光氣與脂族胺鹽。
可使用的脂族胺並無特別限制，只要是具有脂肪族基(aliphatic group)的胺即可。具體地，脂族胺可為直鏈或環狀脂族胺，更具體地，脂族胺可為在分子中含有兩個或多個氨基(amino group)的雙官能、更多直鏈或更多環的脂族胺。其具體實施例包括己二胺(hexamethylenediamine)、2,2-二甲基戊二胺(2,2-dimethylpentanediamine)、2,2,4-三甲基己二胺(2,2,4-trimethylhexanediamine)、丁烯二胺(butenediamine)、1,3-丁二烯-1,4-二胺(1,3-butadiene-1,4-diamine)、2,4,4-三甲基己二胺(2,4,4-trimethylhexamethylenediamine)、1,6,11-十一碳三胺(1,6,11-undecatriamine)、1,3,6-六亞甲基三胺(1,3,6-hexamethylenetriamine)、1,8-二異氰酸基-4-異氰酸基甲基辛烷(1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane)、雙（胺乙基）碳酸鹽(bis(aminoethyl)carbonate)、雙（胺乙基）醚(bis(aminoethyl)ether)、二甲苯二胺、α,α,α',α'-四甲基二甲苯二胺(α,α,α',α'-tetramethyl xylylenediamine)、雙（胺乙基）苯二甲酸鹽(bis(aminoethyl)phthalate)、雙（胺甲基）環己烷(bis(aminomethyl)cyclohexane)、二環己基甲烷二胺(dicyclohexylmethane diamine)、環己烷二胺(cyclohexanediamine)、甲基環己烷二胺(methylcyclohexanediamine)、二環己基二甲基甲烷二胺(dicyclohexyldimethylmethanediamine)、2,2-二甲基二環己基甲烷二胺(2,2-dimethyldicyclohexylmethanediamine)、2,5-雙（胺甲基）雙環-[2,2,1]-庚烷(2,5-bis(aminomethyl)bicyclo-[2,2,1]-heptane)、2,6-雙（胺甲基）雙環-[2,2,1]-庚烷(2,6-bis(aminomethyl)bicyclo-[2,2,1]-heptane)、3,8-雙（胺甲基）三環癸烷(3,8-bis(aminomethyl)tricyclodecane)、3,9-雙（胺甲基）三環癸烷(3,9-bis(aminomethyl)tricyclodecane)、4,8-雙（胺甲基）三環癸烷(4,8-bis(aminomethyl)tricyclodecane)、4,9-雙（胺甲基）三環癸烷(4,9-bis(aminomethyl)tricyclodecane)或雙（胺甲基）降莰烯(bis(aminomethyl)norbornene)等。可使用此些物質中的任何一種，或是此些物質中的兩種或更多種的混合物。另一方面，在本發明的一個具體實例中，二甲苯二胺被歸類為脂肪族二胺(aliphatic diamine)的成員。
另外，可使用含硫脂族胺作為脂族胺，含硫脂族胺諸如雙（胺甲基）硫化物(bis(aminomethyl)sulfide)、雙（胺乙基）硫化物(bis(aminoethyl)sulfide)、雙（胺丙基）硫化物(bis(aminopropyl)sulfide)、雙（胺己基）硫化物(bis(aminohexyl)sulfide)、雙（胺甲基）碸(bis(aminomethyl)sulfone)、雙（胺甲基）二硫化物(bis(aminomethyl)disulfide)、雙（胺乙基）二硫化物(bis(aminoethyl)disulfide)、雙（胺丙基）二硫化物(bis(aminopropyl)disulfide)、雙（胺甲硫基）甲烷(bis(aminomethylthio)methane)、雙（胺乙硫基）甲烷(bis(aminoethylthio)methane)、雙（胺乙硫基）乙烷(bis(aminoethylthio)ethane)、雙（胺甲硫基）乙烷(bis(aminomethylthio)ethane)或1,5-二胺基-2-胺甲基-3-硫戊烷(1,5-diamino-2-aminomethyl-3-thiapentane)等。
在脂族胺中，當二甲苯二胺或其鹽應用於本發明的一個具體實例的脂肪族異氰酸酯的製備方法時，可展現出優異的效果。具體地，二甲苯二胺或其鹽可為例如間二甲苯二胺(m-xylylene diamine)、對二甲苯二胺(p-xylylene diamine)或鄰二甲苯二胺(o-xylylene diamine)的二甲苯二胺(XDA)、XDA鹽酸鹽或XDA碳酸鹽(XDA carbonate)等，可使用此些化合物的其中一種或更多。
與此同時，在包括有第一反應步驟的一個具體實例的方法中，為了抑制光氣的快速反應，舉例來說，可使用例如固態的脂族胺鹽酸鹽(hydrochloride)或固態的脂族胺碳酸鹽(carbonate)等的脂族胺鹽，而非單獨使用脂族胺。在第一反應步驟之前，可藉由中和反應(neutralization reaction)使脂族胺與無水鹽酸(hydrochloric acid)或碳酸(carbonic acid)反應來製備脂族胺鹽。用以形成鹽的中和反應可在相同於或低於第一反應步驟的溫度下進行。舉例而言，此中和反應可於20至80°C的溫度下進行。
在結果上，包括有第一反應步驟的整體反應步驟透過氣態-液態-固態的三相反應(three-phase reaction)來進行，此三相反應為固態的脂族胺鹽與氣態的光氣在後述的有機溶劑(organic solvent)的液態介質中反應。因此，可進一步抑制快速反應，還可抑制副產物/副反應的發生。
另外，包括有第一反應步驟的整體反應步驟在沸點(boiling point)為120°C或更高（更具體地，沸點為120至200°C）的有機溶劑中進行。當反應步驟在沸點為如此高的溶劑中進行時，可高產率地的生產高純度脂肪族異氰酸酯。
此外，有機溶劑可包括芳香族烴基(aromatic hydrocarbon-based)有機溶劑與酯基(ester-based)有機溶劑的其中至少一種。
芳香族烴基有機溶劑具體地可為鹵化芳香族烴基(halogenated aromatic hydrocarbon-based)有機溶劑，例如一氯苯(monochlorobenzene)、1,2-二氯苯(1,2-dichlorobenzene)或1,2,4-三氯苯(1,2,4-trichlorobenzene)。
另外，酯基有機溶劑的具體實施例包括脂肪酸酯(fatty acid ester)與芳香族羧酸酯(aromatic carboxylic acid ester)，脂肪酸酯例如甲酸戊酯(amyl formate)、乙酸正丁酯(n-butyl acetate)、乙酸異丁酯(isobutyl acetate)、乙酸正戊酯(n-amyl acetate)、乙酸異戊酯(isoamyl acetate)、乙酸甲基異戊酯(methyl isoamyl acetate)、乙酸甲氧基丁酯(methoxybutyl acetate)、乙酸二級己酯(sec-hexyl acetate)、乙酸2-乙基丁酯(2-ethylbutyl acetate)、乙酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl acetate)、乙酸環己酯(cyclohexyl acetate)、乙酸甲基環己酯(methylcyclohexyl acetate)、乙酸芐酯(benzyl acetate)、丙酸乙酯(ethyl propionate)、丙酸正丁酯(n-butyl propionate)、丙酸異戊酯(isoamyl propionate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、硬酯酸丁酯(butyl stearate)、乳酸丁酯(butyl lactate)或乳酸戊酯(amyl lactate)，而芳香族羧酸酯例如金屬柳酸酯(metal salicylate)、酞酸二甲酯(dimethyl phthalate)或苯甲酸甲酯(methyl benzoate)。
更具體地，在上述芳香族烴基有機溶劑與酯基有機溶劑中的有機溶劑可包括沸點為120°C或更高或沸點為120°C至200°C的芳香族烴基有機溶劑與酯基有機溶劑的其中至少一種。
當光氣化反應(phosgenation reaction)以此種方式在有機溶劑中進行時，可使用濃度為20體積%或更少的脂族胺鹽。當脂族胺或其鹽的濃度超過20體積%，可沉澱出大量的胺鹽酸鹽。
另一方面，使用上述各反應物的第一反應步驟可於80至100°C（更具體地，85至95°C）的溫度下進行，而基於在第一與第二反應步驟中所添加的光氣的總量，在第一反應步驟中所添加的光氣的量可為10至30重量%、12至30重量%、或是15至28重量%。依據此些反應條件，可抑制在第一反應步驟中的快速反應，並可選擇性地且有效地形成胺甲醯基鹽類型的中間產物。
此時，在上述第一反應步驟之後，基於在第一反應步驟中所加入光氣的量與剩下的光氣的量（舉例來說，基於在第一與第二反應步驟中所添加的光氣的總量），二次添加70至90重量%、70至85重量%、或72至80重量%的光氣，並同時於120至160°C（更具體地，125至145°C）的溫度下進行使光氣與第一反應步驟的最終產物（也就是胺甲醯基鹽形式的中間產物）反應的第二反應步驟。
除了反應溫度和光氣的量之外，此第二反應步驟可按照與第一反應步驟相同的方法和條件進行，因此，將省略對其額外的解釋。
另外，包括有上述第一與第二反應步驟的整體反應步驟可在反應裝置中連續地進行，而反應裝置包括：具有旋轉軸的反應器；連接於反應器內部的反應物供應單元；用以供給熱至反應器的熱源；以及用以收集在反應器中產生的反應物的產物收集單元。
與此同時，在各反應步驟完成之後，可選擇性地進行例如對於去除未反應光氣的氮氣鼓泡(nitrogen bubbling)等的去除步驟，並可選擇性地進行透過蒸餾(distillation)等的溶劑去除步驟。此些步驟可根據傳統方法進行。
上述一個具體實例的製備方法適用於包括有一般脂肪族異氰酸酯或脂肪族聚異氰酸酯(aliphatic polyisocyanate)的異氰酸酯的製備。具體地，其有利於製備正戊基異氰酸酯(n-pentyl isocyanate)、6-甲基-2-庚烷異氰酸酯(6-methyl-2-heptane isocyanate)、環戊基異氰酸酯(cyclopentyl isocyanate)、六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylene diisocyanate, HDI))、異佛爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate, IPDI)、二異氰酸基甲基環己烷(diisocyanatomethylcyclohexane, H6TDI)、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、二異氰酸基環己烷(diisocyanatocyclohexane, t-CHDI)或二（異氰酸環己基）甲烷(di(isocyanatocyclohexyl)methane, H12MDI))等。特別地，其對於二甲苯二異氰酸酯(XDI)的製備可能更為有利。
在上述一個具體實例的方法中，藉由上述第一與第二反應步驟的逐步進展，作為最終產物的脂肪族異氰酸酯暴露於高溫熱的時間可被最小化。另外，由於中間產物是在相對較低的溫度下於第一反應步驟中所形成，因此可減少在整個反應步驟中所需保持高溫的時間。在結果上，可大幅減少在製備脂肪族異氰酸酯的過程中的副反應發生或副產物生成。
此外，由於上述各反應步驟（特別是第一反應步驟）於氣態-液態-固態的三相反應中進行而將固態的脂族胺鹽與氣態的光氣在有機溶劑的液態介質中反應，可進一步抑制快速反應，還可抑制副產物/副反應的發生。
另外，光氣的高溫反應時間相對被縮短，因此，可大幅降低光氣爆炸性的汽化的風險。
實施例
在下文中，將透過本發明的具體實施例更詳細地描述本發明的功能和效果。然而，可以理解到，此些實施例僅用於說明本發明，並無意於限制本發明的範圍。
[分析]
利用GC分析光氣反應產物。用以分析的GC為HP-6890，其透過FID檢測。所使用的管柱(column)為DB-17（30公尺(m) * 0.25毫米(mm) * 0.5微米(μm)），載氣(carrier gas)為氮氣(nitrogen)（1.0毫升/分鐘(mL/min)），而加熱爐溫度為80°C→5°C/分鐘→160°C（8分鐘）→20°C/分鐘→280°C（18分鐘）。
[實施例1]
首先，17.5克(g)的鹽酸與32.5克的二甲苯二胺(XDA)於常溫常壓的條件下在471.5克的1,2-二氯苯的溶劑中反應，以形成50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽(xylylenediamine hydrochloride)。
在將含有50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽的燒瓶的溫度升至並保持60°C的狀態下，將9.0克的光氣加入反應器並攪拌。可從光氣添加至反應終點之間利用設置乾冰-丙酮冷凝器以避免光氣洩漏到外部。使反應在90°C的溫度下進行1.5小時。
之後，將燒瓶的內部溫度加熱至125°C，並利用滴液漏斗另添加51.0克的光氣。燒瓶的溫度被設定維持在125°C，並對反應溶液攪拌4.5小時直到其變成透明。當反應溶液變成透明時，停止加熱並冷卻至80°C，然後進行氮氣鼓泡。回收所得到的反應溶液，並透過真空蒸餾(vacuum distillation)來去除1,2-二氯苯，再藉由GC進行分析。分析結果示於下表1。
[實施例2]
首先，17.5克的鹽酸與32.5克的二甲苯二胺(XDA)於常溫常壓的條件下在471.5克的1,2-二氯苯的溶劑中反應，以形成50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽。
在將含有50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽的燒瓶的溫度升至並保持60°C的狀態下，將15.0克的光氣加入反應器並攪拌。可從光氣添加至反應終點之間利用設置乾冰-丙酮冷凝器以避免光氣洩漏到外部。使反應在90°C的溫度下進行1.5小時。
之後，將燒瓶的內部溫度加熱至125°C，並利用滴液漏斗另添加45.0克的光氣。燒瓶的溫度被設定維持在125°C，並對反應溶液攪拌4小時直到其變成透明。當反應溶液變成透明時，停止加熱並冷卻至80°C，然後進行氮氣鼓泡。回收所得到的反應溶液，並透過真空蒸餾來去除1,2-二氯苯，再藉由GC進行分析。分析結果示於下表1。
[比較實施例1]
首先，17.5克的鹽酸與32.5克的二甲苯二胺(XDA)於常溫常壓的條件下在471.5克的1,2-二氯苯的溶劑中反應，以形成50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽。
在將含有50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽的燒瓶的溫度升至並保持120°C的狀態下，將60.0克的光氣加入反應器並攪拌。可從光氣添加至反應終點之間利用設置乾冰-丙酮冷凝器以避免光氣洩漏到外部。燒瓶的溫度被設定維持在125°C，且在攪拌反應溶液的同時進行反應8小時直到其變成透明。當反應溶液變成透明時，停止加熱並冷卻至80°C，然後進行氮氣鼓泡。回收所得到的反應溶液，並透過真空蒸餾來去除1,2-二氯苯，再藉由GC進行分析。分析結果示於下表1。
[比較實施例2]
首先，17.5克的鹽酸與32.5克的二甲苯二胺(XDA)於常溫常壓的條件下在471.5克的1,2-二氯苯的溶劑中反應，以形成50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽。
將含有50.0克的二甲苯二胺鹽酸鹽的燒瓶的溫度由初始溫度25°C（R.T. 水平(R.T. level)）快速地提升至125°C的同時，在7小時中緩慢地添加60克的光氣至反應器並攪拌。可從光氣添加至反應終點之間利用設置乾冰-丙酮冷凝器以避免光氣洩漏到外部。
以此方式進行反應14小時的同時，將反應溶液攪拌至變成透明。當反應溶液變成透明時，停止加熱並冷卻至80°C，然後進行氮氣鼓泡。回收所得到的反應溶液，並透過真空蒸餾來去除1,2-二氯苯，再藉由GC進行分析。分析結果示於下表1。
[表1] *1：GC分析期間的面積% *2：EBI（乙基芐基異氰酸酯(Ethylbenzylisocyanate)），RT：9.18分鐘 *3：CMBI（氯甲基芐基異氰酸酯），RT：10.01分鐘 *4：未定義，RT：16.5~24.9分鐘。
從以上實驗結果，可以證實在使用光氣的脂肪族異氰酸酯的製備期間中，因為如實施例1和2中的多級反應的進行，故可降低諸如單異氰酸酯等雜質的含量，並可生產高純度脂肪族異氰酸酯。
在比較實施例1和2中，可以證實難以獲得具有足夠高純度的脂肪族異氰酸酯。
無
無

Claims (9)

  1. 一種脂肪族異氰酸酯(aliphatic isocyanate)的製備方法，包括使脂族胺(aliphatic amine)鹽與光氣(phosgene)反應的一反應步驟， 其中該反應步驟包括於80至100°C的溫度下將光氣首次添加到脂族胺鹽並反應的一第一反應步驟，以及於120至160°C的溫度下將光氣二次添加到該第一反應步驟的最終產物並反應的一第二反應步驟，並且 其中該首次添加的光氣的量為該首次添加的光氣與該二次添加的光氣的總量的10至30重量百分比（重量%）。
  2. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該脂族胺鹽包括固態的脂族胺鹽酸鹽(hydrochloride)或脂族胺碳酸鹽(carbonate)。
  3. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，在該第一反應步驟之前，另包括將脂族胺與鹽酸(hydrochloric acid)或碳酸(carbonic acid)反應的步驟，以形成固態的脂族胺鹽。
  4. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該反應步驟在沸點(boiling point)為120°C或更高的一有機溶劑(organic solvent)中進行。
  5. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該反應步驟在一有機溶劑中進行，該有機溶劑選自由芳香族烴基(aromatic hydrocarbon-based)的有機溶劑、酯基(ester-based)的有機溶劑與其混合物所組成的群組中。
  6. 如請求項4所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該反應步驟透過氣態-液態-固態的三相反應(three-phase reaction)進行，該三相反應為固態的脂族胺鹽與氣態的光氣在該有機溶劑的液態介質中反應。
  7. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中一胺甲醯基(carbamoyl-based)的中間產物(intermediate)形成於該第一反應步驟中。
  8. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該脂族胺為二甲苯二胺(xylylene diamine)。
  9. 如請求項1所述的脂肪族異氰酸酯的製備方法，其中該反應步驟在一反應裝置中進行，該反應裝置包括：具有一旋轉軸的一反應器；連接於該反應器內部的一反應物供應單元；用以供給熱至該反應器的一熱源；以及用以收集在該反應器中產生的反應物的一產物收集單元。
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