Isocianatos Orgânicos Importantes: MDI Liquefeito

O MDI puro é sólido à temperatura ambiente, tornando seu uso inconveniente. Durante o armazenamento, o 4,4-MDI tende a formar dímeros, levando a uma fraca estabilidade de armazenamento. Portanto, deve ser aquecido para derreter e formar um líquido antes do uso. O aquecimento repetido pode afetar a qualidade do MDI e complicar as operações. Como resultado, as espumas de poliuretano geralmente não utilizam diretamente o MDI. O MDI líquido, desenvolvido na década de 1970, é uma forma modificada de MDI que supera essas desvantagens. Ele pode ser usado para fabricar produtos moldados em pele integral de poliuretano com requisitos especiais de desempenho, melhorando propriedades como resistência à chama. Na produção de espuma, o MDI é normalmente usado após ser liquefeito ou pré-polimerizado.

Além de tornar o MDI líquido aumentando a proporção de 2,4'-MDI durante a produção, também pode ser misturado com TDI, MDI bruto, etc., para criar misturas com maior teor de MDI. Alguns fabricantes de isocianato fornecem essas misturas de isocianato.

A tecnologia de liquefação de MDI mais comumente usada envolve a introdução de grupos carbamato ou carbodiimida em 4,4'-MDI, que está amplamente disponível industrialmente, para obter modificações líquidas de MDI. Dependendo do método de modificação, são produzidos diferentes tipos de MDI líquido. Especificamente, existem quatro tipos:

1. MDI modificado com carbamato com funcionalidade 2.0;

2. MDI modificado com carbodiimida com funcionalidade 2.0;

3. MDI modificado com diazabuteno-imida com funcionalidade 2.2;

4. MDI modificado com carbamato e diazabuteno-imida com uma funcionalidade de 2.1.

(1) MDI modificado com carbamato

A mistura de MDI com uma pequena quantidade de diol pode produzir MDI modificado com carbamato. Por exemplo, reagindo MDI com poliéter diol de peso molecular 600 em uma proporção de alimentação de razão molar NCO/OH de 10:1, aquecendo a 50-60°C e agitando durante 5 horas, a mistura liquefaz.

(2) MDI modificado com carbodiimida

A modificação da carbodiimida é um método crucial para liquefazer o MDI para obter um MDI líquido fácil de usar e estável em armazenamento. Normalmente, na presença de traços de catalisadores orgânicos de fosfina (por exemplo, fosfato de trietila), o MDI puro é aquecido a uma certa temperatura, fazendo com que sua estrutura mude e forme uma mistura líquida contendo alguns grupos carbodiimida (-N==C==N- ). Um catalisador de fosfina orgânico típico é o óxido de 1-fenil-3-metil-1-fosfina. Após a reação, o catalisador de óxido de fosfina deve ser removido da mistura. Agentes desativadores como ácidos de Lewis, ésteres sulfônicos e haletos de fósforo podem ser usados ​​para desativar o catalisador. Durante o resfriamento e armazenamento da solução MDI modificada com carbodiimida, o NCO da MDI é adicionado ao grupo carbodiimida, formando diazabuteno-imida (cetimina) com funcionalidade de triisocianato. Assim, a funcionalidade média deste MDI modificado é normalmente 2,15-2,20, com um teor de NCO de 28%-31%. Pode ser usado para fazer espuma macia. Para MDI modificado com carbodiimida de baixa funcionalidade (funcionalidade em torno de 2 e sem estrutura cetimina), substâncias específicas podem ser adicionadas para inibir a reação de adição entre MDI e carbodiimida.

Exemplo: 340g de diisocianato de difenilmetano (ponto de fusão 37-41°C, contendo 90% de 4,4'-MDI e 10% de 2,4'-MDI) são misturados com 5g de fosfato de trietila e aquecidos a 200°C. Após agitação durante 25 minutos, a mistura é resfriada até a temperatura ambiente (25°C) e deixada por 48 horas. A pequena quantidade de sólido é filtrada, resultando em um isocianato líquido límpido e transparente. Nenhum sólido precipita mesmo após 8 semanas a 25°C.