Isocianatos orgánicos importantes: MDI licuado

El MDI puro es sólido a temperatura ambiente, lo que hace que su uso sea incómodo. Durante el almacenamiento, el 4,4-MDI tiende a formar dímeros, lo que provoca una mala estabilidad en el almacenamiento. Por lo tanto, debe calentarse para que se funda y se convierta en un líquido antes de su uso. El calentamiento repetido puede afectar la calidad del MDI y complicar las operaciones. Como resultado, las espumas de poliuretano generalmente no utilizan directamente MDI. El MDI líquido, desarrollado en la década de 1970, es una forma modificada de MDI que supera estos inconvenientes. Se puede utilizar para fabricar productos moldeados con revestimiento integral de poliuretano con requisitos de rendimiento especiales, mejorando propiedades como la resistencia a las llamas. En la producción de espuma, el MDI se utiliza normalmente después de licuarlo o prepolimerizarlo.

Además de hacer que el MDI sea líquido aumentando la proporción de 2,4'-MDI durante la producción, también se puede mezclar con TDI, MDI crudo, etc., para crear mezclas con mayor contenido de MDI. Algunos fabricantes de isocianatos suministran este tipo de mezclas de isocianatos.

La tecnología de licuefacción de MDI más comúnmente utilizada implica la introducción de grupos carbamato o carbodiimida en 4,4'-MDI, que está ampliamente disponible industrialmente, para obtener modificaciones líquidas de MDI. Dependiendo del método de modificación, se producen diferentes tipos de MDI líquido. En concreto, existen cuatro tipos:

1. MDI modificado con carbamato con una funcionalidad de 2,0;

2. MDI modificado con carbodiimida con una funcionalidad de 2,0;

3. MDI modificado con diazabuteno-imida con una funcionalidad de 2,2;

4. MDI modificado con carbamato y diazabuteno-imida con una funcionalidad de 2,1.

(1) MDI modificado con carbamato

Mezclar MDI con una pequeña cantidad de diol puede producir MDI modificado con carbamato. Por ejemplo, al hacer reaccionar MDI con poliéter diol de peso molecular 600 en una relación molar de alimentación de NCO/OH de 10:1, calentar a 50-60 ℃ y agitar durante 5 horas, la mezcla se licua.

(2) MDI modificado con carbodiimida

La modificación con carbodiimida es un método crucial para licuar MDI y lograr MDI líquido fácil de usar y estable en almacenamiento. Normalmente, en presencia de trazas de catalizadores de fosfina orgánica (por ejemplo, fosfato de trietilo), el MDI puro se calienta a una temperatura determinada, lo que hace que su estructura cambie y forme una mezcla líquida que contiene algunos grupos carbodiimida (-N==C==N- ). Un catalizador de fosfina orgánico típico es el óxido de 1-fenil-3-metil-1-fosfina. Después de la reacción, el catalizador de óxido de fosfina debe eliminarse de la mezcla. Se pueden utilizar agentes desactivadores como ácidos de Lewis, ésteres sulfónicos y haluros de fósforo para desactivar el catalizador. Durante el enfriamiento y almacenamiento de la solución de MDI modificado con carbodiimida, el NCO del MDI se agrega al grupo carbodiimida, formando diazabutenoimida (cetimina) con funcionalidad triisocianato. Así, la funcionalidad media de este MDI modificado suele ser de 2,15-2,20, con un contenido de NCO del 28%-31%. Se puede utilizar para hacer espuma blanda. Para el MDI modificado con carbodiimida de baja funcionalidad (funcionalidad alrededor de 2 y sin estructura de cetimina), se pueden agregar sustancias específicas para inhibir la reacción de adición entre el MDI y la carbodiimida.

Ejemplo: se mezclan 340 g de diisocianato de difenilmetano (punto de fusión 37-41 ℃, que contiene 90 % de 4,4'-MDI y 10 % de 2,4'-MDI) con 5 g de fosfato de trietilo y se calientan a 200 ℃. Después de agitar durante 25 minutos, la mezcla se enfría a temperatura ambiente (25 ℃) y se deja durante 48 horas. La pequeña cantidad de sólido se filtra, dando como resultado un isocianato líquido transparente. No precipitan sólidos incluso después de 8 semanas a 25 ℃.