碳化二亚胺化学背景

碳化二亚胺化学背景

BASF在世界范围的工厂内Geismar，Louisiana.生产几百万磅的纯MDI。根据BASF聚氨酯技术手册，4,4’——MDI单体在保存温度40——50℃保质期为14天。由于4,4’——MDI的处理难度，制造商通常使用碳化二亚胺对异氰酸酯进行改性使其稳定。碳化二亚胺改性的异氰酸酯在室温下是液态并保持稳定，数月可以保持澄清。

碳化二亚胺改性异氰酸酯单体包括2mol的异氰酸酯的缩合和1molCO2的释放。虽然文献中说异氰酸酯单体在高于200℃时可以缩合在一起，但是使用【2】所示的磷系催化剂可以避免过高的温度。反应速率可以通过CO2的释放量和当异氰酸酯基团转化成碳化二亚胺时NCO含量的降低量来进行控制。

制备碳化二亚胺改性MDI的方法是一种间歇操作过程，在过程中催化剂加入到装有MDI单体的反应器中。在升高的温度下反应后，一定数量的碳化二亚胺生成，还有剩余的未参加反应的MDI。碳化二亚胺反应过程见图1。在冷却过程中，碳化二亚胺和MDI缩合生成脲眮亚胺的过程见图2。3——25％的MDI转化成脲眮亚胺。

脲眮亚胺是三官能度的一种分子。所以，商业用的碳化二亚胺改性异氰酸酯产品的官能度都高于预先的二官能度的碳化二亚胺溶解于MDI单体后的溶液。碳化二亚胺改性异氰酸酯产品的官能度通常介于2.1-2.2。脲眮亚胺的官能度导致了交联从而阻碍了在热塑性聚氨酯上的应用。

脲眮亚胺的生成在升高的温度下是一可逆反应。在升高的温度下脲眮亚胺会解聚生成碳化二亚胺和4,4’-MDI单体。