JPH05194354A - トリレンジイソシアネートの製造から得られた蒸留残渣からポリイソシアネートを回収する方法 - Google Patents

トリレンジイソシアネートの製造から得られた蒸留残渣からポリイソシアネートを回収する方法

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JPH05194354A
JPH05194354A JP4240081A JP24008192A JPH05194354A JP H05194354 A JPH05194354 A JP H05194354A JP 4240081 A JP4240081 A JP 4240081A JP 24008192 A JP24008192 A JP 24008192A JP H05194354 A JPH05194354 A JP H05194354A
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Japan
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mixture
distillation
polyisocyanate
tolylene diisocyanate
distillation residue
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JP4240081A
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Uwe J Zarnack
ウーヴエ・ヤエンス・ツアールナツク
Volker Weintritt
フオルケル・ヴアイントリツト
Christian Koenig
クリスチアン・ケーニツヒ
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Bayer AG
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    • C07C263/18Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C263/20Separation; Purification
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 トリレンジイソシアネートの製造で得られた
蒸留残渣A)から、ウレタンで及び/又はアロファネー
トで変性されていてもよいジフェニルメタン系のポリイ
ソシアネート又はポリイソシアネート混合物B)を該蒸
留残渣A)と混合し、この混合物を190〜250℃に
加熱し、そして同時に又は引き続いて蒸留により仕上げ
ることにより、本質的にトリレンジイソシアネートから
成る留出物、及び200ppm(重量)未満のトリレン
ジイソシアネートを含有するイソシアネート基含有の溜
め器生成物を回収する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トリレンジイソシアネ
ートの製造の際に得られる蒸留残渣から商業的に有用な
ポリイソシアネート又はポリイソシアネート混合物を回
収するための新規な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】トリレンジアミンのホスゲン化によるト
リレンジイソシアネート(TDI)の工業的製造の際
に、ウレットジオン、イソシアヌレート、カルボジイミ
ド、ウレトンイミン、尿素及びビウレットの構造を有す
る比較的高分子量の副生成物が、かなりの量にて不可避
的に生成する。これらの副生成物は、蒸留による粗製反
応混合物の分離中、タール様の非蒸留可能な残渣の形態
にて蓄積する。この残渣は工業的トリレンジイソシアネ
ートの製造の経済性に悪影響を及ぼし、またポリイソシ
アネートの典型的な用途(ポリウレタンの製造)にとっ
て不適当である。これらの工業的に不可避なTDI蒸留
残渣は、アルカリ性加水分解により部分的にリサイクル
されてきた。しかしながら、少割合のトリレンジアミン
が、極めて遅い加水分解工程中回収されるにすぎない
(US−PS(米国特許明細書)第3,128,310
号又はUS−PS第3,331,876号)。
【0003】DE−OS(独国特許出願公開明細書)第
2,915,830号は、蒸留残渣を流動床において1
40〜280℃にて処理することによりTDIを得る方
法を記載する。蓄積イソシアネートの分離後の残渣は、
粉塵様の稠度を有する。この方法並びにDD−PS(東
独特許明細書)第130,143号又はDE−OS第
2,452,804号による方法は、蒸留残渣中に残存
するTDIの回収にのみ限られる。上記に挙げた方法の
すべてに共通な欠点は、使用不適性な残渣の蓄積であ
る。
【0004】US−PS(米国特許明細書)第3,63
4,361号、DE−OS(独国特許出願公開明細書)
第2,123,183号、DE−OS第2,333,1
50号、US−PS第3,634,361号及びDE−
OS第2,423,594号は、好ましくは20重量%
より多い遊離NCO基を依然含有するTDI蒸留残渣が
モノマー状ジイソシアネートの存在下で有機溶媒中に随
意に高温にて溶解されるいくつかの方法を記載する。こ
の混合物はその高溶媒含有率のため、その潜在的用途が
限られている。加えて、これらの方法は、当該溶液の不
適当な貯蔵性及び標準化性により並びに貯蔵中の不溶性
成分の沈降により実用上阻害されてきた。TDI蒸留残
渣をそのまま利用する方法もまた公知であり、例えば充
填剤としての粉砕残渣の使用(DE−OS(独国特許出
願公開明細書)第2,850,609号)がある。この
方法は蒸留残渣が充分に利用され得るようにするけれど
も、蒸留残渣中に存在する価値あるTDIが回収され得
ないという主要な欠点を伴う。
【0005】DD−PS(東独特許明細書)第257,
827号は、TDIの製造の際得られた蒸留残渣とジフ
ェニルメタンジイソシアネート又はその高級同族体との
混合後、この混合物が蒸留工程に付されてTDIが留出
物として回収されそして塔底生成物が更なるイソシアネ
ート成分として回収される方法を記載する。この方法で
はTDIは完全には回収されず、このことは毒性学的及
び生理学的観点で主要な欠点である。加えて、この公知
刊行物による方法では、蒸留残渣または蒸留されるべき
混合物が酸受容体で予備処理されねばならず、あるいは
蓄積する塔底生成物が酸受容体で後処理されねばならな
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明により解決され
る課題は、TDIの工業的製造の際に得られるTDI蒸
留残渣がイソシアネート基含有の有用成分に転化され得
るようにされかつ蒸留残渣中に存在する部分的に可逆的
に化学結合したTDIが更なるイソシアネート成分とし
て単離され得るようにされる新規な方法を提供すること
である。加えて、蓄積する塔底蒸留生成物は貯蔵安定性
でありかつ添加剤例えば酸受容体を何ら必要とすること
なく加工可能であり、また塔底生成物中のTDIの残留
含有率は200ppm(重量)未満である。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、以下に詳述
する本発明による方法により解決される。本発明は、ト
リレンジイソシアネートの製造から得られた蒸留残渣
A)から、少なくとも15重量%のNCO含有率を有し
かつウレタンで及び/又はアロファネートで変性されて
いてもよいジフェニルメタン系のポリイソシアネート又
はポリイソシアネート混合物B)を該蒸留残渣A)と混
合しそしてこの混合物を蒸留により仕上げることによ
り、本質的にトリレンジイソシアネートから成る留出物
及び200ppm(重量)未満のトリレンジイソシアネ
ート含有率を有するイソシアネート基含有の塔底生成物
を回収する方法において、前記混合物を蒸留による仕上
げ前又は仕上げ中190〜250℃の温度に加熱して、
該蒸留残渣A)中の可逆的に結合したトリレンジイソシ
アネートをポリイソシアネートB)により大部分置換す
ることを特徴とする前記方法に関する。
【0008】本発明による方法に用いられるべき蒸留残
渣A)は、溶媒の存在下でのトリレンジアミンとホスゲ
ンとの反応及びそれに続く反応溶液の蒸留で得られる蒸
留残渣である。本発明に関して、“トリレンジアミン”
(TDA)は特に、2,4−ジアミノトルエン並びにそ
れと35重量%(混合物を基準として)までの2,6−
ジアミノトルエンとの工業用混合物であると理解され
る。従って用語“トリレンジイソシアネート”又は“T
DI”は、2,4−ジイソシアナトトルエンあるいはそ
れと35重量%(混合物を基準として)までの2,6−
ジイソシアナトトルエンとの工業用混合物を表す。本発
明による方法で用いられるべきTDI蒸留残渣は特に、
工業用2,4−ジイソシアナトトルエン、80%2,4
−及び20%2,6−ジイソシアナトトルエンの工業用
混合物あるいは65%2,4−及び35%2,6−ジイ
ソシアナトトルエンの工業用混合物の製造の際得られる
残渣である。一般に、これらの工業用蒸留残渣は85重
量%までの遊離の及び可逆的に化学的に結合した即ち熱
的に除去可能なTDIを含有する。
【0009】本発明による方法は、蒸留残渣中に溶解し
たTDIのみならず、可逆的に化学的に結合したTDI
もまた本発明による方法の条件下でポリイソシアネート
により置換され得るという考察に基づいている。本発明
による方法において、蒸留残渣A)は、ウレタンで及び
/又はアロファネートで変性されていてもよいジフェニ
ルメタン系のポリイソシアネート又はポリイソシアネー
ト混合物B)と混合される。
【0010】ウレタンで及び/又はアロファネートで変
性されていてもよいジフェニルメタン系のポリイソシア
ネート又はポリイソシアネート混合物は、少なくとも1
5重量%好ましくは少なくとも25重量%のNCO含有
率を有するものである。成分B)は、4,4′−ジイソ
シアナトジフェニルメタンあるいはそれと2,4′−及
び随意に2,2′−ジイソシアナトジフェニルメタンと
の工業用混合物(かかる混合物は、好ましくは少なくと
も50重量%一層好ましくは少なくとも70重量%の
4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタンを含有す
る。)あるいはかかるジイソシアナトジフェニルメタン
異性体と1分子当たり2個より多いイソシアネート基を
含有する高級同族体との混合物(これらの混合物は一般
に、65重量%までの高級同族体を含有する。)あるい
はこれらのポリイソシアネート又はポリイソシアネート
混合物を基剤としたウレタンで及び/又はアロファネー
トで変性されているセミプレポリマーから成る。これら
のセミプレポリマーは、ポリイソシアネート又はポリイ
ソシアネート混合物と当量未満の量の多価アルコールと
の変性生成物、あるいは(i)上記のタイプのポリイソ
シアネート又はポリイソシアネート混合物及び或る多価
アルコールを基剤として予備生成されたNCOプレポリ
マー又はNCOセミプレポリマーと(ii)ジフェニルメ
タン系の未変性ポリイソシアネート又はポリイソシアネ
ート混合物との混合物である。本発明に従って用いられ
得るセミプレポリマーは好ましくは、少なくとも50重
量%がジフェニルメタン系のウレタン基不含のポリイソ
シアネートから成るセミプレポリマーである。ポリイソ
シアネート又はポリイソシアネート混合物にアルコール
を添加することによりその場で変性されようがあるいは
ポリイソシアネート又はポリイソシアネート混合物の部
分的ウレタン化又はアロファネート化が前もって行われ
ようが、ポリイソシアネート又はポリイソシアネート混
合物のウレタン及び/又はアロファネート変性に適した
多価アルコールは特に、エーテル基を含有しかつ106
ないし8,000の範囲好ましくは200ないし2,0
00の範囲の分子量を有する多価アルコールであり、し
かしてこれらのアルコールはエチレンオキシド及び/又
はプロピレンオキシドを用いて適当な多価開始剤分子を
アルコキシ化することにより公知のようにして得られ得
る。それらの例は、ジエチレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、トリプロピレングリコール、あるいはプ
ロピレングリコール、グリセロール及び/又はトリメチ
ロールプロパンを基剤としてこれらの開始剤のプロポキ
シ化及び随意にそれに続くプロポキシ化生成物のエトキ
シ化により製造されたポリエーテルポリオールである。
【0011】しかしながら、上記に挙げたタイプの、ウ
レタン基及びアロファネート基不含のジフェニルメタン
系のポリイソシアネート又はポリイソシアネート混合物
を成分B)として用いることが特に好ましい。本発明に
よる方法の実際的適用では、成分B)はTDI蒸留残渣
100重量部当たり35〜950重量部の量好ましくは
80〜400重量部の量にて用いられる。本発明による
方法を実施するために、当該混合物は190〜250℃
の温度好ましくは200〜230℃の温度に加熱され、
そして熱処理中及び/又は熱処理後蒸留により仕上げら
れる。蒸留による仕上げは好ましくは、蒸留塔に連結さ
れた連続反応器を用いて熱処理と同時に行われる。好ま
しくはかかる反応器において1段階で実施される本発明
による方法は、好ましくは2〜100ミリバールの圧力
下一層好ましくは5〜40ミリバールの圧力下で実施さ
れる。
【0012】添付図面の図1に示された装置は、本発明
による方法を実施するために特に適している。蒸留分野
において典型的に用いられているタイプのバブルトレイ
と同様な取付物及び/又は構造充填物が装着されて滞留
時間が増大されるようになされている反応器(2)が特
に好ましい。蒸留塔(6)は好ましくは、用いられた成
分B)の実質的に全量が溜め器を経て除去される間、少
なくとも99.5%の純度のTDIのみが凝縮器(7)
において塔頂生成物として蓄積するような温度及び圧力
の条件下で操作される。他方では、反応器(2)及び蒸
留塔(6)における温度及び圧力の条件は、放出された
又はポリイソシアネートB)により置換されたTDIが
ほとんど専ら留出物として得られかつ塔底生成物中のT
DI含有率が多くとも200ppm好ましくは多くとも
125ppm(重量)になるように規定範囲内で選ばれ
る。
【0013】凝縮器(5)を経て除去される塔底生成物
中の蒸留残渣成分の含有率が多くとも30重量%になる
ように、出発成分A)及びB)の量を規定範囲で適合さ
せることが有利であることがわかった。
【0014】出発成分A)とB)は、随意に予熱器
(1′)及び(1″)のうちの一つを経て、反応器
(2)の前に混合されそして混合物の形態で該反応器中
に導入され得、あるいは別々に好ましくは該予熱器を通
じて導入され得てA)とB)の混合物が該反応器それ自
体中でのみ生成される。一般に、出発成分A)及びB)
あるいはそれらから前もって調製された混合物は予熱器
において少なくとも70℃の温度にて予熱され、しかし
てその混合物は反応器において更に加熱される。本発明
による方法の一つの好ましい態様では、少なくとも19
0℃の温度で蓄積する溜め器の生成物は、例えば急冷冷
却器(5)に通すことにより、長くとも1分間で80℃
未満好ましくは60℃未満に冷却される。このようにし
て、生じる溶液は、更なる添加剤を何ら必要とすること
なく、貯蔵及び粘度は安定のままになる。
【0015】塔底生成物として得られるイソシアネート
基含有混合物は、一般に200〜10,000mPa.
sの25℃における粘度及び23〜31重量%のNCO
含有率を有する。該混合物はその低いTDI含有率のた
めに、ポリウレタンプラスチックの製造のための価値あ
る出発物質であり、しかしてこの加工処理におけるTD
I放出は高加工処理温度においてさえ最大許容濃度より
はるかに低い。その後のTDIの放出は、比較的高い加
工処理及び使用時(in−use)の温度においてさえ
排除され得る。留出物として得られるTDIは、あらゆ
るTDIの用途に用いられ得る。所望するなら、新鮮な
粗製TDIと一緒に蒸留による更なる仕上げに付され得
る。
【0016】
【実施例】本発明による方法を、次の非制限的な例によ
り例示する。 例 予熱器(1′)において90℃に加熱された4,424
g/hのTDI蒸留残渣と5,397g/hのジイソシ
アナトフェニルメタンとの混合物を、図面に示されてい
るような連続式実験室的装置の反応器(2)(200℃
/8ミリバールにて操作される。)中に連続的に供給す
る。該TDI蒸留残渣は、溶解された及び熱的に除去可
能なTDIを合計66.3重量%含有する蒸留残渣であ
って、ジクロロベンゼン中のトリレンジアミン(80重
量%の2,4−及び20重量%の2,6−異性体)のホ
スゲン化生成物の蒸留による仕上げで得られたものであ
る。該ジイソシアナトジフェニルメタンは、93.8重
量%の4,4′−、5.9重量%の2,4′−及び0.
3重量%の2,2′−ジイソシアナトジフェニルメタン
の異性体混合物であった。
【0017】6,823g/hの量かつ200℃の温度
で反応器を去る塔底生成物を、急冷冷却器(5)におい
て50℃に急冷する(該急冷冷却器における平均滞留時
間30秒)。かくして得られた非沈降性の粘度安定性生
成物は、326mPa.sの25℃における粘度、60
ppm(重量)のTDI含有率及び28重量%のNCO
含有率を有する。該生成物は、イソシアネート重付加法
によるポリウレタンプラスチックの製造におけるポリイ
ソシアネート成分として容易に用いられ得る。22,9
33g/hの量で塔(6)の頂部(該塔の頂部温度11
5℃)で得られたTDIは、0.04重量%のジイソシ
アナトジフェニルメタンの残留含有率を有する。該TD
Iは、典型的なTDIの用途例えば可撓性ポリウレタン
発泡体の製造のために用いられ得る。
【0018】本発明は次の態様を含む。 (1) トリレンジイソシアネートの製造から得られた
蒸留残渣A)から、少なくとも15重量%のNCO含有
率を有しかつウレタンで及び/又はアロファネートで変
性されていてもよいジフェニルメタン系のポリイソシア
ネート又はポリイソシアネート混合物B)を該蒸留残渣
A)と混合しそしてこの混合物を蒸留により仕上げるこ
とにより、本質的にトリレンジイソシアネートから成る
留出物及び200ppm(重量)未満のトリレンジイソ
シアネート含有率を有するイソシアネート基含有の塔底
生成物を回収する方法において、前記混合物を蒸留によ
る仕上げ前又は仕上げ中190〜250℃の温度に加熱
して、該蒸留残渣A)中の可逆的に結合したトリレンジ
イソシアネートをポリイソシアネートB)により大部分
置換することを特徴とする前記方法。
【0019】(2) 蒸留残渣A)100重量部当たり
35〜950重量部のポリイソシアネート又はポリイソ
シアネート混合物B)を用いる、上記(1)記載の方
法。 (3) 4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタン、
それと2,4′−及び随意に2,2′−ジイソシアナト
ジフェニルメタンとの工業用混合物、あるいはこれらの
ジイソシアナトジフェニルメタン異性体と65重量%
(混合物を基準として)までの1分子当たり2個より多
いイソシアネート基を含有するそれらの高級同族体との
混合物を成分B)として用いる、上記(1)記載の方
法。 (4) 蒸留塔に連結された連続反応器(2)において
2〜100ミリバールに保たれた圧力下にて1段階にて
実施する、上記(1)記載の方法。 (5) 出発成分A)及びB)を、予熱器(1′)及び
(1″)を経て反応器(2)中に別々に導入する、上記
(4)記載の方法。 (6) 少なくとも190℃の温度で蓄積する塔底生成
物を長くとも1分間で80℃未満の温度に急冷する、上
記(1)記載の方法。
【0020】本発明は説明の目的のために上記に詳述さ
れているけれども、かかる詳述は専ら該目的のためであ
ること、並びに請求項により制限され得る場合を除いて
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更
態様が本発明において当業者によりなされ得ることが理
解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法を実施するために特に適した
装置を示す。
【符号の説明】
1′ 予熱器 1″ 予熱器 2 反応器 3 熱交換媒質 4 熱交換器 5 急冷冷却器 6 蒸留塔 7 凝縮器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチアン・ケーニツヒ ドイツ連邦共和国デイー4044 カールスト 1、ピルオウエル・ヴエグ 11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリレンジイソシアネートの製造から得
    られた蒸留残渣A)から、少なくとも15重量%のNC
    O含有率を有しかつウレタンで及び/又はアロファネー
    トで変性されていてもよいジフェニルメタン系のポリイ
    ソシアネート又はポリイソシアネート混合物B)を該蒸
    留残渣A)と混合しそしてこの混合物を蒸留により仕上
    げることにより、本質的にトリレンジイソシアネートか
    ら成る留出物及び200ppm(重量)未満のトリレン
    ジイソシアネート含有率を有するイソシアネート基含有
    の塔底生成物を回収する方法において、前記混合物を蒸
    留による仕上げ前又は仕上げ中190〜250℃の温度
    に加熱して、該蒸留残渣A)中の可逆的に結合したトリ
    レンジイソシアネートをポリイソシアネートB)により
    大部分置換することを特徴とする前記方法。
JP4240081A 1991-08-20 1992-08-18 トリレンジイソシアネートの製造から得られた蒸留残渣からポリイソシアネートを回収する方法 Pending JPH05194354A (ja)

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DE4127514A DE4127514A1 (de) 1991-08-20 1991-08-20 Verfahren zur gewinnung von polyisocyanaten aus destillationsrueckstaenden der toluylendiisocyanatherstellung
DE4127514.4 1991-08-20

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