TWI758299B - 自聚胺甲酸酯分散液蒸餾分離酮肼 - Google Patents

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Abstract

本發明有關藉由在酮肼沸點下蒸餾而從聚胺甲酸酯分散液移除酮肼之方法。

Description

自聚胺甲酸酯分散液蒸餾分離酮肼
本發明有關藉由在酮肼沸點下蒸餾而從聚胺甲酸酯分散液移除酮肼之方法。
水性聚胺甲酸酯分散液(PUD)由於其特別性質而在塗料中扮演重要角色。除了聚胺甲酸酯之技術優勢外，水性PU分散液因為僅含有些微或沒有有機溶劑，因而對耐久及環境友善的塗料有所貢獻而因此有利。PUD主要由兩種不同方法製造。在所謂熔體分散方法中，首先呈熔體製備異氰酸酯官能親水性預聚物，或頻繁地藉由小量通常高沸點溶劑。在下個步驟中，將預聚物分散於水以增進莫耳質量，然後一般使用聚胺或聚肼於水進行鏈伸長。因為通常所用溶劑具有高沸點，無法被隨後移除，而餘留於分散液。在所謂丙酮方法中，最初亦製備異氰酸酯官能預聚物，其隨後溶於丙酮。然後在預聚物丙酮溶液中發生隨後鏈伸長，可由丙酮添加量控制那裡鍵聯之黏度增加。然後於水中實現分散，丙酮隨後可由蒸餾移除。因為在丙酮方法中未使用進一步且通常高沸點溶劑，故所得分散液實質上沒有有機溶劑。鏈伸長之化合物通常為聚胺或聚肼，肼已證明其作為標準化合物之價值，尤其因為與此反應之分散液於熱應力下具有顯著更高的色穩度。若肼現在 被加入如此預聚物丙酮溶液，會導致形成丙酮與肼反應生成酮肼(或二丙酮腙)之副產物(亦參考E.C.Gilbert,Journal of the American Chemical Society,51,3394-3409,1929)。形成的酮肼由於其對比高沸點(標準壓力下134℃)而餘留於分散液，且取決於生產方法而可再度水解成肼，其由於肼致癌效果而為主要缺點。
基於如此原因，有大量需求以較小努力且不損傷聚胺甲酸酯分散液品質，可從分散液移除形成酮肼為副產物之方法。藉由專利申請專利範圍特徵的具體實例及本發明敘述完成此目的。
汽相溫度被稱為蒸氣溫度，液相溫度被稱為底部溫度。
在第一具體實例中，本發明有關從聚胺甲酸酯分散液移除酮肼之方法，包括蒸餾聚胺甲酸酯分散液之步驟，其中蒸氣溫度不斷地超出完成移除丙酮之溫度最大10%。
完成移除丙酮之蒸氣溫度可由實驗非常簡單地決定。將蒸餾設備底部加熱至丙酮沸點。因為低沸點化合物首先蒸發，故蒸氣溫度最初低於底部溫度。蒸餾期間，從高沸點化合物蒸發以來，蒸氣溫度逐漸增加。藉由分析達到確定蒸氣溫度所抽取之樣品，可迅速決定在給定蒸氣溫度下聚胺甲酸酯分散液中存在之剩餘丙酮濃度。
術語「移除丙酮」係指丙酮含量低於1重量%之聚胺甲酸酯分散液狀態。
額外較佳者，除了上述條件外，在蒸餾設備盛行之壓力，蒸氣溫度係至少大約15℃低於酮肼沸點。前述溫度限制較佳僅短暫超過，特別佳一點也未超過。
以本發明為基礎之研究中，驚人地已發現酮肼可於未增加蒸餾設 備底部溫度下或於達酮肼沸點之蒸氣中蒸餾被移除。因為在設備盛行之壓力120mbar且達到蒸氣溫度48℃時完全移除丙酮，而酮肼於此等條件下具有沸點約70℃，藉由連續蒸餾高達蒸氣溫度51℃，可意外地移除已大於90%原始存在的酮肼。
術語「移除酮肼」係指酮肼餘留濃度較佳小於1000ppm、更佳小於500ppm、甚至更佳小於300ppm、甚至更佳小於200ppm、最佳小於100ppm之聚胺甲酸酯分散液狀態。再者，較佳至少90%原始存在於聚胺甲酸酯分散液之酮肼被根據發明方法移除。
液體沸點對於周圍壓力為熟習技藝者熟知，因此該熟習技藝人士能夠易於針對不同蒸餾設被壓力而決定以上定義之溫度限制。表1舉例列載於不同壓力之酮肼沸點。
在本發明特別佳具體實例中，蒸餾係於壓力至多140mbar、特別佳至多125mbar進行。蒸餾係甚至更佳於壓力介於115mbar與125mbar間進行。此情況中，未持續超過蒸氣溫度53℃。蒸餾係更佳於壓力介於115mbar與125mbar間進行。
熟習技藝人士已知在全部蒸餾方法期間，蒸餾設備之壓力並非必須於以上載述之限制內。蒸餾方法可根據發明於大氣壓力開始，然後於連續或逐步降低壓力繼續。關於此點，若未損傷蒸餾方法，短暫壓 力上升並不有害。
在本發明較佳具體實例中，未持續超過底部溫度53℃。蒸餾較佳於底部溫度45℃開始。
本專利申請案中欲了解「持續」超過溫度限制表示在全部蒸餾方法期間，超過載述的溫度限制至多15分鐘、更佳至多10分鐘、最佳至多5分鐘。「僅短暫」超過溫度限制表示以鏡樣形式，該溫度限制於全部蒸餾方法期間超過至多15分鐘、更佳至多10分鐘、最佳至多5分鐘。前述期間係指連續或分成至少兩個分離相之全部超過溫度期間。
在本發明特別佳具體實例中，在達到完成移除丙酮之蒸氣溫度後，繼續蒸餾較佳至少120分鐘、更佳30分鐘至180分鐘、甚至更佳60分鐘至150分鐘、最佳90分鐘至150分鐘。
根據發明方法移除酮肼之聚胺甲酸酯分散液係較佳由先前技術所述丙酮方法製造。
製造欲由根據發明方法純化之聚胺甲酸酯分散液係來自適合由鏈伸長製造聚胺甲酸酯分散液之預聚物。
適合發明之預聚物典型係一或多種聚異氰酸酯與一或多種異氰酸酯反應性化合物之反應產物，其中一或多種聚異氰酸酯係以化學計量過量使用，以致預聚物具有異氰酸酯端基。
適合預聚物可進一步區分成疏水性及親水性預聚物。被稱為疏水性預聚物之化合物係不具親水基且因此無法溶解或分散於水者。被稱為親水性預聚物之化合物係具有共價鍵結的親水基之彼等化合物，該親水基使預聚物能夠溶解或分散於水。
適合聚異氰酸酯係芳香族、芳脂族、脂族或環脂族聚異氰酸酯。亦可能使用如此聚異氰酸酯之混合物。適合聚異氰酸酯係例如伸丁基 二異氰酸酯、六亞甲二異氰酸酯(HDI)、1,5-五亞甲二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯(IPDI)、2,2,4-及/或2,4,4-三甲基六亞甲二異氰酸酯、異構雙(4,4’-異氰酸基環己基)甲烷或其任何異構含量混合物、異氰酸基甲基-1,8-辛烷-二異氰酸酯、1,4-伸環己基二異氰酸酯、1,4-伸苯基二異氰酸酯、2,4-及/或2,6-甲伸苯基二異氰酸酯、1,5-伸萘基二異氰酸酯、2,4’-或4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4’,4”-三異氰酸酯或其具有胺甲酸乙酯、三聚異氰酸酯、脲甲酸酯、縮二脲、脲二酮(uretdione)、亞胺基氧雜二
Figure 106121208-A0202-12-0005-4
二酮衍生物。較佳者係六亞甲二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯及異構雙(4,4’-異氰酸基環己基)甲烷及亦其混合物。
本發明上下文中異氰酸酯反應性多元醇係指具有1至4個、較佳1.5至2.5個、尤其佳1.9至2.1個異氰酸酯反應性基團之化合物。適合的異氰酸酯反應性基團係熟習技藝者已知已知之基團，例如羥基、胺基、肼基或硫醇基，較佳為羥基或胺基，尤其佳為羥基。
適合多元醇之莫耳質量係介於40g/mol至13,000g/mol，低分子量個別化合物及/或高級分子量多分散化合物適合作為多元醇。低分子量化合物典型係呈莫耳質量範圍介於40至499g/mol之個別化合物。高級分子量化合物係具有分子量分布與平均數量分子量介於500g/mol至13,000g/mol、較佳介於700g/mol至4000g/mol、尤其佳介於1000g/mol至3,000g/mol之化合物。
適合低分子量多元醇係短鏈(亦即包括2至20個碳原子)脂族、方脂族或環脂族化合物。二醇實例係乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丙烷二醇、1,3-丙烷二醇、1,4-丁烷二醇、新戊二醇、2-乙基-2丁基丙烷二醇、三甲基戊烷二醇、位置異構 的二乙基丁烷二醇、1,3-丁二醇、環己烷二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,6-己烷二醇、1,2-及1,4-環己烷二醇、氫化雙酚A(2,2-雙(4-羥基環己基)丙烷)、2,2-二甲基-3-羥丙酸2,2-二甲基-3-羥丙酯。較佳者係1,4-丁烷二醇、1,4-環己烷二甲醇及1,6-己烷二醇。適合三醇實例係三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷或甘油，較佳者係三羥甲基丙烷。
二胺實例係1,2-伸乙二胺、1,6-亞甲二胺、1,4-丁烷二胺及異佛酮二胺，特別佳者係1,2-伸乙二胺及異佛酮二胺。二肼實例係草酸二肼、卡肼及己二酸二肼，特別佳者係卡肼及己二酸二肼。二硫醇實例係1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇及1,6-己烷二硫醇。特別佳者係1,2-乙烷二硫醇及1,6-己烷二硫醇。
較佳使用之低分子量化合物係二醇。
除了通常末端的異氰酸酯反應性端基外，高級分子量化合物係由單體依序組成，且延著主鏈具有進一步官能基。
適合高級分子量多元醇係聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚胺甲酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇、聚胺甲酸酯聚丙烯酸酯多元醇、聚胺甲酸酯聚酯多元醇、聚胺甲酸酯聚醚多元醇、聚胺甲酸酯聚碳酸酯多元醇與聚酯聚碳酸酯、聚醚聚胺及聚醯胺基聚胺，特別佳者係聚酯多元醇、聚醚多元醇及聚碳酸酯多元醇，特別佳者係聚酯多元醇。
適合聚酯多元醇係一般由一或多種脂族及/或芳香族及/或芳脂族二羧酸與一或多種脂族及/或芳香族及/或芳脂族二醇合併組成且經由聚縮合方法製造。
良好適合之聚酯多元醇實例係二-及視情況三-及四醇與二-及視情況三-及四羧酸或羥羧酸或內酯之已知聚縮物。替代自由聚羧酸，亦可 能使用低級醇之對應聚羧酸酐或對應聚羧酸酯以製造聚酯。適合二醇實例係乙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚烷二醇如聚乙二醇、及亦丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、1,6-己烷二醇及異構物、新戊二醇或羥三甲基乙酸新戊二醇酯，較佳者係後三者化合物。為了達到官能度<2，可能使用具有官能度3之多元醇比例，欲提及的實例係三羥甲基丙烷、甘油、丁四醇、新戊四醇、三羥甲基苯或參羥乙基三聚異氰酸酯。
有用二羧酸包含例如酞酸、異酞酸、對酞酸、四氫酞酸、六氫酞酸、環己烷二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯酞酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、琥珀酸、3,3-二乙基戊二酸、2,2-二甲基琥珀酸。此等酸之酐(若存在)同樣有用。為了本發明目的，酐因此由措辭「酸」含括。亦可能使用單羧酸如苄酸及己烷羧酸，但書係多元醇之平均官能度≧2。飽和脂族或芳香族酸為較佳，例如己二酸或異酞酸。視情況額外以小量使用之聚羧酸一項實例係1,2,4-苯三甲酸。
在製造具有羥端基之聚酯多元醇中，可被用作共反應物之羥羧酸實例包含羥己酸、羥丁酸、羥癸酸、羥硬脂酸等。有用內酯包含ε-己內酯、丁內酯及同系物。
較佳者係以丁烷二醇及/或新戊二醇及/或己烷二醇及/或乙二醇及/或二乙二醇與己二酸及/或酞酸及/或異酞酸為主之聚酯多元醇b)。特別佳者係以丁烷二醇及/或新戊二醇及/或己烷二醇與己二酸及/或酞酸為主之聚酯多元醇b)。
聚醚多元醇包含例如苯乙烯氧化物、環氧乙烷、環氧丙烷、四氫呋喃、環氧丁烷、表氯醇之聚加成產物、及其混合的加成與接枝產物、 及由多元醇或其混合物縮合獲得之聚醚多元醇及由多元醇、胺與胺基醇烷氧基化獲得者。
適合羥基官能聚醚具有OH官能度1.5至6.0、較佳1.8至3.0，OH數50至700、較佳100至600mg KOH/g固體，分子量Mn 106至4000g/mol、較佳200至3500，例如羥基官能起始物分子(例如乙二醇、丙二醇、丁烷二醇、己烷二醇、三羥丁基丙烷、甘油、新戊四醇、山梨醇或此等及亦其他羥基官能化合物之混合物)與聚環氧丙烷或聚環氧丁烷之烷氧基化產物。較佳聚醚組分b)係具有分子量300至4000g/mol之聚環氧丙烷多元醇及聚氧化伸丁基多元醇。關於此點，特別低分子量之聚醚多元醇(對應係高OH含量)可為水溶性。然而，特別佳者係具有分子量500至3000g/mol之水不溶性聚環氧丙烷多元醇及聚氧化伸丁基多元醇及其混合物。
有用聚碳酸酯多元醇係由碳酸衍生物(例如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光氣)與二醇反應可獲得。此種有用二醇包含例如乙二醇、丙烷-1,2-與-1,3-二醇、丁烷-1,3-與-1,4-二醇、己烷-1,6-二醇、辛烷-1,8-二醇、新戊二醇、1,4-雙羥甲基環己烷、2-甲基丙烷-1,3-二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、雙酚A、四溴雙酚A，而且經內酯改質的二醇。較佳者，二醇組分含有40重量%至100重量%己烷-1,6-二醇及/或己烷二醇衍生物，較佳不僅具有OH端基而且聚有醚或酯基者，例如由1mol己烷二醇與至少1mol、較佳1至2mol ε-己內酯反應或由己烷二醇以自身醚化生成二-或三己二醇獲得之產物。亦可能使用聚醚聚碳酸酯多元醇。
較佳者係以碳酸二甲酯與己烷二醇及/或丁烷二醇及/或ε-己內酯為主之聚碳酸酯多元醇b)。非常特別佳者係以碳酸二甲酯與己烷二 醇及/或ε-己內酯為主之聚碳酸酯多元醇。
親水性預聚物包括進一步離子基及/或非離子親水性基，以便確保所得聚胺甲酸酯分散液分散於水。此情況中，離子基天性可呈陽離子性或陰離子性。擔任陽離子性、陰離子性或非離子性分散劑之化合物係包括例如鋶、銨、鏻、羧酸根、磺酸根、膦酸根、或由成鹽轉化為前述基(潛在離子基)或聚醚基且經由存在異氰酸酯反應性基團可被併入巨分子之基團。成鹽所需的中和劑可以化學劑量或過量被加入成鹽基。為了產生陰離子基，添加有機鹼例如三級胺，或無機鹼例如鹼金屬氫氧化物或氨。此情況中，較佳者係使用三級胺，例如三乙胺、三乙醇胺或二甲基乙醇胺。較佳適合異氰酸酯反應性基團係羥基及胺基。
適合離子或潛在離子化合物係如單-與二羥羧酸、二羥二羧酸、單-與二胺基羧酸、單-與二羥磺酸、單-與二胺基磺酸及亦單-與二羥膦酸或單-與二胺基膦酸及其鹽，例如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、羥三甲基乙酸、N-(2-胺乙基)丙胺酸、2-(2-胺基乙胺基)乙烷磺酸、伸乙二胺丙基-或丁基磺酸、1,2-或1,3-伸丙二胺乙基磺酸、蘋果酸、檸檬酸、乙醇酸、乳酸、甘胺酸、丙胺酸、牛磺酸、離胺酸、3,5-二胺基苄酸、IPDI與丙烯酸的加成產物(EP-A 0 916 647，實施例1)及其鹼金屬及/或銨鹽，雙亞硫酸鈉於丁-2-烯-1,4-二醇上的加成物、聚醚磺酸酯、2-丁烷二醇與NaHSO3的丙氧基化加成物(敘述例如於DE-A 2446 440(第5至9頁，式I至III)))，及可轉化成陽離子基(例如N-甲基二乙醇胺)作為親水性形成組分之單元。較佳離子或潛在離子化合物係具有羧基或羧酸根及/或磺酸根及/或銨基者。
較佳化合物係聚醚磺酸酯、二羥甲基丙酸、酒石酸及二羥甲基丁 酸，特別佳者係聚醚磺酸酯及二羥甲基丙酸。
適合非離子親水性化合物係例如含有至少一個羥基或胺基之聚氧基伸烷基醚。此等聚醚含有30重量%至100重量%衍生自環氧乙烷單元之比例。有用化合物包含具有官能度介於1至3且化合物通式(I)之線型構造聚醚，
Figure 106121208-A0202-12-0010-5
 其中R1及R2各自獨立係具有1至18個碳原子且可被氧及/或氮原子中斷之二價脂族、環脂族或芳香族自由基，且R3係烷氧基終端的聚環氧乙烷自由基。
非離子親水性化合物亦係例如每分子具有統計平均5至70、較佳7至55環氧乙烷單元之單價聚環氧烷聚醚醇，以本身已知方式藉由適合起始物分子烷氧基化可獲得(例如於Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie,4th edition,volume 19,Verlag Chemie,Weinheim pp.31-38)。
適合起始物分子實例係飽和單醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第二丁醇、異構戊醇、己醇、辛醇與壬醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、正十八醇、環己醇、異構甲基環己醇或羥甲基環己烷、3-乙基-3-羥甲基氧呾或四氫糠醇、二乙二醇單烷醚(例如二乙二醇單丁醚)，不飽和醇例如烯丙醇、1,1-二甲基烯丙醇或油醇，芳香族醇例如酚、異構甲酚或甲氧酚，芳脂族醇例如苄醇、大茴香醇或桂皮醇，二級單胺例如二甲胺、二乙胺、二丙胺、 二異丙胺、二丁胺、雙(2-乙基己基)胺、N-甲基-與N-乙基環己胺或二環己胺，及雜環二級胺例如嗎福林、吡咯啶、哌啶或1H-吡唑。較佳起始物分子係飽和單醇。特別佳者係使用二乙二醇單丁醚作為起始物分子。
適合於烷氧基化反應之環氧烷尤其為環氧乙烷及環氧丙烷，其可呈任何順序或呈混合物被用於烷氧基化反應。
聚環氧烷聚醚醇係純聚環氧乙烷聚醚或混合聚環氧烷聚醚，其中環氧烷單元由程度至少30mol%、較佳達程度40mol%環氧乙烷單元組成。較佳非離子化合物係具有至少40mol%環氧乙烷單元及不大於60mol%環氧丙烷單元之單官能混合聚環氧烷聚醚。
特別佳者係單羥基官能烷氧基聚乙二醇例如MPEG 750(Dow Chemical)與LB 25(Bayer)及具有側向聚環氧乙烷單元之二羥基官能化合物例如Ymer N 120(Perstorp)或Tegomer D 3404。
NCO基團與異氰酸酯反應性基團之莫耳比率此處可自1.05至4.00、較佳1.2至3.0、特別佳1.4至2.5變化。製備預聚物係最初將適當多元醇或不同多元醇混合物裝入反應瓶，隨後在升溫下添加聚異氰酸酯或聚異氰酸酯混合物。若使用多元醇及/或聚異氰酸酯混合物，然後亦可於不同時間點添加個別反應夥伴，以便完成特定預聚物形成。此情況中，反應可呈熔體或於適合惰性溶劑例如丙酮或丁酮進行。此處反應溫度係介於50℃至130℃，反應時間係1h至24h。使用適合觸媒可加速胺甲酸乙酯化反應。適合此目的係熟習技藝者已知之觸媒，例如三乙胺、1,4-二氮雜雙環-[2,2,2]-辛烷、二辛酸鋅、二月桂酸二丁錫或二辛酸鉍，其係最初裝填或於之後階段計量加入。較佳者係二月桂酸二丁錫。當NCO含量不再改變時，反應然後典型終止，於此情況典型 由滴定檢查反應。為了確保進一步加工預聚物，除了預聚物溶於適合溶劑外，若製備期間尚未完成，一般有利係低黏度預聚物。低黏度預聚物或預聚物溶液係指於剪切率40s-1黏度<104mPas之系統者。此情況中預聚物溶液較佳具有固體含量>40%，較佳使用丙酮作為溶劑。
針對根據發明方法，較佳適合的聚胺基甲酸乙酯分散液係由肼實施鏈伸長者，因為此情況中酮肼可形成為副產物。
以下實例僅供闡述發明使用。其等並非意欲以任何方式限制專利申請範圍之保護範疇。
實施例1：製備粗製分散液
如下製備粗製分散液：將聚酯多元醇及具有莫耳質量<400g/mol之進一步多元醇最初裝填入聚合反應器並加熱至70℃。然後計量加入聚異氰酸酯混合物，使內部反應器溫度增加至100℃。於100℃攪拌反應混合物，直到已達到理論NCO值4.47重量%。將所得異氰酸酯官能預聚物然後冷卻至60℃並溶於丙酮。完全溶於丙酮後，將預聚物溶液轉移至蒸餾反應器，在40℃以攪拌添加鏈伸長之胺基乙胺基乙烷磺酸的鈉鹽與肼之混合物水溶液，然後將混合物攪拌進一步15分鐘。最後，以水進行分散。些微乳狀聚胺基甲酸乙酯粗製分散液具有pH 6.9及固體含量23.8重量%。
實施例2(比較)：傳統蒸餾粗製分散液
在蒸餾反應器中使粗製分散液加熱至40℃。然後實施真空，逐步降低至120mbar。達到120mbar後，連續增加底部溫度及亦蒸氣溫度。 達到蒸氣溫度45℃時，分散液之丙酮含量低於1重量%，終止蒸餾。
蒸餾結束時酮肼含量係1100ppm。
實施例3：發明蒸餾方法
在蒸餾反應器中使粗製分散液加熱至40℃。然後實施真空，逐步降低至120mbar。達到120mbar後，連續增加底部溫度及亦蒸氣溫度。
達到蒸氣溫度48.5℃後，在未改變的壓力120mbar下，於兩小時期間內，使底部溫度增加至51℃。
根據發明蒸餾方法結束時酮肼含量係65ppm。

Claims (9)

  1. 一種從聚胺甲酸酯分散液移除酮肼之方法，包括蒸餾聚胺甲酸酯分散液之步驟，其中蒸氣溫度超出完成移除丙酮之溫度最大10%。
  2. 根據請求項1之方法，其中蒸餾係於壓力至少120mbar及蒸氣溫度至多53℃進行。
  3. 根據請求項2之方法，其中底部溫度係至多53℃。
  4. 根據請求項2或3之方法，其中蒸餾係於底部溫度至多45℃開始，且持續直到底部溫度最大53℃。
  5. 根據請求項1至3中任一項之方法，其中在底部溫度達到48℃後，蒸餾持續至少兩小時。
  6. 根據請求項2或3之方法，其中壓力不超過140mbar。
  7. 根據請求項1至3中任一項之方法，其中聚胺甲酸酯分散液包括丙酮及水。
  8. 根據請求項1至3中任一項之方法，其中以肼將預聚物鏈伸長而建構聚胺甲酸酯。
  9. 根據請求項1至3中任一項之方法，其中蒸餾結束後，聚胺甲酸酯分散液之酮肼含量係低於1000ppm。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070167565A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-19 Thorsten Rische Polyurethane-polyurea dispersions based on polyether-polycarbonate-polyols
CN102070768A (zh) * 2010-12-06 2011-05-25 安徽好思家涂料有限公司 一种木器漆用水性聚氨酯及其制备方法
TW201224056A (en) * 2010-10-29 2012-06-16 Lubrizol Advanced Mat Inc Aqueous cationic polyurethane dispersions
TW201443152A (zh) * 2013-03-28 2014-11-16 Dainippon Ink & Chemicals 胺基甲酸酯樹脂組成物、底漆、積層體及影像顯示裝置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2446440C3 (de) 1974-09-28 1981-04-30 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen von Sulfonatgruppen aufweisenden Polyurethanen
DE19750186A1 (de) 1997-11-13 1999-05-20 Bayer Ag Hydrophilierungsmittel, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung als Dispergator für wäßrige Polyurethan-Dispersionen
DE10138765A1 (de) 2001-08-07 2003-02-20 Bayer Ag Wässrige Dispersionen hydrophiler Polyurethanharze
DE10254119A1 (de) 2001-12-03 2003-06-18 Bayer Ag Verfahren zur Extraktion von Ketazinlösungen
ES2666893T3 (es) * 2005-02-07 2018-05-08 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Dispersiones acuosas de composiciones de poliuretano
DE102005019397A1 (de) * 2005-04-25 2006-10-26 Bayer Materialscience Ag Polyurethan-Dispersionen mit verbesserten Verfilmungseigenschaften
EP1887026B1 (en) * 2005-06-03 2017-07-26 Mitsubishi Chemical Corporation Aqueous resin dispersion, method for producing same, coating material, and multilayer body
CN101565494B (zh) * 2009-06-05 2011-07-20 天津博苑高新材料有限公司 水性阳离子聚氨酯热熔胶预聚体及其乳液的生产方法
EP2377895A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-19 Bayer MaterialScience AG Wässrige Polyurethanpolyharnstoff-Dispersionen
JP5614105B2 (ja) * 2010-05-28 2014-10-29 三菱瓦斯化学株式会社 ケタジン及び水加ヒドラジンの製造方法
ES2833098T3 (es) * 2013-02-22 2021-06-14 Basf Se Procedimiento para la producción de preparaciones de poliuretano acuosas
CN105399067B (zh) * 2015-10-27 2017-12-15 宜宾海丰和锐有限公司 一种提高酮连氮法水合肼蒸馏过程中酮连氮收率的方法
CN105347319B (zh) * 2015-11-17 2017-09-26 宜宾海丰和锐有限公司 一种去除酮连氮法水合肼有机杂质的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070167565A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-19 Thorsten Rische Polyurethane-polyurea dispersions based on polyether-polycarbonate-polyols
TW201224056A (en) * 2010-10-29 2012-06-16 Lubrizol Advanced Mat Inc Aqueous cationic polyurethane dispersions
CN102070768A (zh) * 2010-12-06 2011-05-25 安徽好思家涂料有限公司 一种木器漆用水性聚氨酯及其制备方法
TW201443152A (zh) * 2013-03-28 2014-11-16 Dainippon Ink & Chemicals 胺基甲酸酯樹脂組成物、底漆、積層體及影像顯示裝置

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