異氰酸酯是異氰酸的各種酯的總稱。若以－NCO基團(tuán)的數(shù)量分類，包括單異氰酸酯R－N=C=O和二異氰酸酯O=C=N－R－N=C=O及多異氰酸酯等。
目前應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的有：甲苯二異氰酸酯（TolueneDiisocyanate，簡稱TDI）；二苯基甲烷二異氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate，簡稱MDI）。聚氨酯黑料中主要含有MDI和多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI）。 [1]
二苯基甲烷二異氰酸酯簡稱MDI，產(chǎn)品可分為純MDI、聚合MDI、液化MDI、改性MDI等。 多苯基多亞甲基多異氰酸酯，簡稱PAPI，或稱粗MDI。PAPI實(shí)際上是由50%MDI與50%官能度大于2以上的多異氰酸酯組成的混合物。升溫時(shí)能發(fā)生自聚作用。溶于氯苯、鄰二氯苯、甲苯等。
PMDI結(jié)構(gòu)成份
MDI生產(chǎn)工藝流程圖用苯胺與甲醛在酸性條件下進(jìn)行縮合是國外生產(chǎn)MDI 完全成熟的技術(shù)路線、反應(yīng)物用堿中和后進(jìn)行蒸餾，得到二苯基甲烷二胺（MDA）。將MDA 用溶劑溶解后，進(jìn)行光氣化反應(yīng)制成多苯基多異氰酸酯4.4-MDI 2.4-MDI 2.2-MDI 或混合PMDI，再進(jìn)行蒸餾精制，得純MDI。
游離胺與光氣反應(yīng)是MDI 最重要的方法，反應(yīng)前先將胺溶解在惰性溶劑內(nèi)，于低溫下連續(xù)地加入相同溶劑的過量光氣，形成氨基甲酰氯和胺鹽酸鹽漿料，再加熱至高溫，并通入過量光氣，直至獲得清澈的溶液。此反應(yīng)在約20%的溶液中進(jìn)行，為減少副反應(yīng)，光氣必須過量50%以上。光氣對人體毒性大，并具有殺傷力，為此中央對之控制極嚴(yán)，而且，光氣法生產(chǎn)投資大，光氣不便運(yùn)輸和貯存，產(chǎn)生的氯化氫嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，生產(chǎn)要求苛刻，操作危險(xiǎn)性大，設(shè)備檢修不易。如今，人們都在積極開發(fā)替代光氣的方法。
美國孟山都公司已發(fā)表了專利。采用胺、二氧化碳和脫水劑等非光氣法生產(chǎn)TDI 和MDI。反應(yīng)在近乎常壓和較低的壓力下先生成氨基甲酸酯，再用五氧化二磷和三乙胺做脫水劑脫水生成異氰酸酯。從整個(gè)反應(yīng)來看，今后的主導(dǎo)方向是催化羰基合成氨基甲酸酯后再熱解成MDI。據(jù)報(bào)道，德國BASF 公司在比利時(shí)和美國建有氨基甲酸酯法的工業(yè)生產(chǎn)裝置。朝日公司報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)顯示，非光氣法較光氣法生產(chǎn)成本降低20%。
氨基甲酸酯法是將苯胺與氨基甲酸酯先制成苯胺基甲酸酯，再與硝基苯在硫酸存在下生成MDI 的混合物，再經(jīng)蒸餾得成品。
苯胺先與一氧化碳，乙醇和氧氣反應(yīng)生成苯胺基甲酸乙酯（EPC）。然后EPC 與甲醛液進(jìn)行濃縮生成雙核甲撐二苯二氨基甲酸乙酯（MDV），產(chǎn)物再經(jīng)熱解生成MDI 及乙醇，再循環(huán)進(jìn)行羰基化反應(yīng)。
在反應(yīng)過程中，苯胺的存在可減少硝基苯的羰基化反應(yīng)使生成氨基甲酸酯的產(chǎn)量增加。為使反應(yīng)順利進(jìn)行。通常使甲醇過量。原料投料比為：甲醇：苯胺：硝基苯：催化劑13.5：1.0：1.0：0.002，在CO 壓力為6.87Mpa 和160℃下反應(yīng)3.5h，生成EPC。采用的催化劑為新羰基化物，反應(yīng)液快速排出送往下部的轉(zhuǎn)鼓。
過量的一氧化碳和副產(chǎn)二氧化碳送往攪拌反應(yīng)器內(nèi)促進(jìn)溶液和有機(jī)物混合，反應(yīng)采用電感應(yīng)線圈加熱，在甲醛液/硫酸層和EPC/有機(jī)層界面反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度75℃，在常壓下生成中間產(chǎn)物MDV/PMDV。
反應(yīng)物隨后進(jìn)入有機(jī)物/溶液分離器，分出絕大部分H2SO4 催化劑循環(huán)使用。有機(jī)層水洗除去殘余的硫酸和未反應(yīng)的甲醛。
反應(yīng)混合物中包含未反應(yīng)的EPC、MCV/PMDV、有機(jī)溶劑和反應(yīng)中間體、從有機(jī)/溶液分離器流出物與液體催休劑，進(jìn)入第二濃縮反應(yīng)器內(nèi)于75℃和在常壓下用大約20min 時(shí)間轉(zhuǎn)換成MDV/PMDV。
生成的MDV/PMDV 經(jīng)提純進(jìn)入降解器內(nèi)，在隋性溶劑存在下，控制反應(yīng)濕度250℃，壓力20Pa，滯留時(shí)間1h，連續(xù)通入氮?dú)猓瑥姆磻?yīng)器中脫除過量甲醇。底部產(chǎn)物送往MDI 萃取塔，分出MDI 和副產(chǎn)物聚異氰酸酯。 [2]
外觀：棕色透明液體
化學(xué)結(jié)構(gòu) ：MDI的低聚物及MDI 單體
粘度 ：170-250 cps
密度 ：1.23g/cm3
NCO含量 ：30.0-32.0%
聚氨酯黑料可廣泛應(yīng)用于聚氨酯硬泡保溫材料的制造; 還可用于房屋建筑絕熱、防水、隔音、降噪。硬泡板材用于屋頂、天花板、墻板、地板。硬泡填充空心磚用于墻體，更適用于貯罐、管道絕熱、油田及輸油管、城鎮(zhèn)集中供熱、管道防腐保溫。也用于冷藏車、空調(diào)車、絕熱、易碎商品包裝等。由于其特有的組成結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用于泡沫制品時(shí)，具有較好的發(fā)泡流動(dòng)性能，適合應(yīng)用于對發(fā)泡原液流動(dòng)性能要求嚴(yán)格的制品的制造。是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。
純MDI主要用于生產(chǎn)漿料、鞋底原液、氨綸、TPU和聚脲噴涂等。
聚合MDI主要用于生產(chǎn)聚氨酯硬泡、CASE領(lǐng)域。聚氨酯硬泡廣泛應(yīng)用于保溫行業(yè)，如冰箱冰柜、太陽能熱水器、保溫管道等，同時(shí)還可用于生產(chǎn)仿木家具、PU板材等。
PAPI的活性低，蒸氣壓低，只是TDI的百分之一，故毒性很低。用于制造聚氨脂膠粘劑。也可直接加入橡膠膠粘劑中，改善橡膠與尼龍或聚酯線的粘接性能。 [1]