一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法
2023-06-01 20:01:56 1
專利名稱：：一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種粉末塗料固化劑的生產方法，尤其是一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，屬於化工生產
技術領域：
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背景技術：
：三環氧丙基異氰尿酸酯，簡稱TGIC，是一種重要的粉末塗料固化劑，主要用作聚酯粉末塗料固化劑，亦可用於製造電氣絕緣材料、層壓板、印刷電路、各種工具、粘合劑、塑料穩定劑等。目前，對於三環氧丙基異氰尿酸酯的生產工藝研究主要是討論原料配比、催化劑種類和用量及不同工藝對產品收率的影響，一般在專用催化劑條件下釆用2步法合成，雖然提高了產率，但原料消耗多，副反應多，不適應日益擴大的市場需求。
發明內容本發明的目的是針對現有三環氧丙基異氰尿酸酯生產工藝的缺陷，提出一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產工藝，降低原料消耗，控制副反應發生。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，包括以下步驟(a)合成步驟在68105'C下，將環氧氯丙烷與氰尿酸按8~11:1重量份在催化劑條件下反應，反應完畢後冷卻至253(TC時添加鹼，3036'C下反應，反應結東後抽濾，收集合成料；(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料與去離子水在65~110°C、真空度-0.09~0.lMPa條件下進行蒸餾；(c)醇析步驟蒸餾完畢後，投入20%~21%重量份的甲醇進行冷凍結晶，待反應液冷卻至51(TC時，停止冷凍得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料離心，出料；(e)烘乾步驟在559(TC下，將步驟(d)中所述物料烘乾15~24小時，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯。本發明的目的通過以下技術方案進一步實現在步驟(a)中，催化劑為0.3%~0.5%重量份的四甲基氯化胺和0，1%~0.3%重量份的節基三甲基氯化銨；鹼為9%~12%重量份的氫氧化鈉；步驟(b)中對合成料進行-3050'C的冷卻處理，回收環氧氯丙烷；步驟(c)中結晶料的溫度為5-1(TC;步驟(d)中，離心時間為10~30分鐘，物料的揮發份不超過25%。還可以根據需要添加以下步驟(f)制粒步驟將粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯制粒，得到顆粒狀三環氧丙基異氰尿酸酯。本發明的反應原理是以環氧氯丙烷和氰尿酸為原料，通過季銨鹽催化劑催化縮合後再加鹼閉環，經甲醇精製得到三環氧丙基異氰尿酸酯。其有益效果是在使用兩種催化劑，有效控制了副反應的發生，使產品收率和質量都有了較大提高；在蒸餾步驟中，通過提高真空度使蒸餾溫度降低，對合成料進行低溫冷卻處理，回收原料環氧氯丙烷，使原料從原先每噸消耗1.55噸降低到1.3噸。克服陳舊工藝的缺點，通過批量生產實驗，得出該工藝條件成熟、可行，轉化率高，產品質量穩定，成品率達80%以上，且原料消耗少，具有廣闊的巿場前景。具體實施例方式實施例一(a)合成步驟原料的投料量如下:環氧氯丙烷1251KG水60KG氰尿酸125.2KG四甲基氯化銨5.1KG節基三甲基氯化銨2.5KG片鹼145.3KG打開送料泵，將環氧氯丙烷打入高位槽，放入反應釜，開撹拌；在反應釜中依次投入氰尿酸，水和催化劑。投完料後，開汽升溫，釜內溫度75'C，回流13分鐘，繼續升溫至90°C，回流分水，分水溫度104°C。分水完畢後，冷卻，當釜內溫度達48'C時，反應液直接放入加鹼釜。加鹼釜開冷凍冷卻至28'C時，開始加鹼，加鹼時少量多次批加，反應溫度控制在32。C。加鹼結東，保溫30分鐘，溫度控制在34r。保溫結東後，反應液冷卻至3(TC以下，放入抽濾桶，抽濾。濾液用泵打入洗滌釜，再用泵打入405KG水，開攪拌，攪5分鐘，靜止l小時，分層。下層料液裝桶得合成料，上層洗滌水裝桶通過-6。C冷卻回收環氧氯丙烷。(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料由高位槽放入1000L反應釜，開攪拌，升溫，開真空泵減壓蒸餾，真空度為-O.095MPa。釜內溫度達"。C時，放入15KG去離子水，繼續蒸餾，當溫度達108。C時，蒸餾完畢。(c)醇析步驟將200KG甲醇放入反應釜中攪拌後，用泵將反應液打入結晶釜冷卻至8X:關閉冷凍，得到結晶料；(d)離心步驟將結晶料在rC時，置於離心機內，離心機內物料約厚9-10釐米，甩幹，用冷甲醇洗滌，每離心機衝洗約55KG時，離心20分鐘後出料，物料的揮發不超過25%;200810155713.X說明書第4/10頁(e)烘乾步驟將離心後的物料放入方盤裡進烘房開汽升溫至58°C，烘6小時，再慢慢升溫至89。C，烘20小時出烘房，裝桶，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯成品。(f)制粒步驟將粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入漏鬥中，經過滾軸壓榨成片狀，粉碎後，經震動篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。按順序開機，待所有機器運轉正常，把粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入加料機的漏鬥中，經過餵料機給壓實機，壓榨成片狀，再經過碎粒機粉碎後到整粒機，最後經過旋振篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。篩出的粉末可以繼續造粒。實施例二(a)合成步驟原料的投料量如下環氧氯丙垸1160KG水60KG氰尿酸134KG四甲基氯化銨4KG節基三甲基氯化銨3.5KG片鹼145KG打開送料泵，將環氧氯丙烷打入高位槽，放入反應釜，開攪拌；在反應釜中依次投入氰尿酸，水和催化劑。投完料後，開汽升溫，釜內溫度75'C，回流13分鐘，繼續升溫至9(TC，回流分水，分水溫度104°C。分水完畢後，冷卻，當釜內溫度達48'C時，反應液直接放入加鹼釜。加鹼釜開冷凍冷卻至28'C時，開始加鹼，加鹼時少量多次批加，反應溫度控制在32'C。加鹼結東，保溫30分鐘，溫度控制在34。C。保溫結東後，反應液冷卻至3(TC以下，放入抽濾桶，抽濾。濾液用泵打入洗滌釜，再用泵打入405KG水，開攪拌，攪5分鐘，靜止1小時，分層。下層料液裝桶得合成料，上層洗滌水裝桶通過-irc冷卻回收環氧氯丙烷。(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料由高位槽放入1000L反應釜，開攪拌，升溫，開真空泵減壓蒸餾，真空度為0.lMPa。釜內溫度達68'C時，放入15KG去離子水，繼續蒸餾，當溫度達109。C時，蒸餾完畢。(c)醇析步驟將200KG甲醇放入所述步驟(b)的反應釜中攪拌後，用泵將反應液打入結晶釜冷卻至8"C關閉冷凍，得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料在8'C時，置於離心機內，離心機內物料約厚9-10釐米，甩幹，用冷甲醇洗滌，每離心機衝洗約55KG時，離心25分鐘後出料，物料的揮發份不超過25%;(e)烘乾步驟將步驟(d)中所述離心後的物料放入方盤裡進烘房開汽升溫，至58'C，烘7小時，再慢慢升溫至89t:,烘20小時出烘房，裝桶，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯成品。(f)制粒步驟將粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入漏鬥中，經過滾軸壓榨成片狀，粉碎後，經震動篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。按順序開機，待所有機器運轉正常，把粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入加料機的漏鬥中，經過餵料機給壓實機，壓榨成片狀，再經過碎粒機粉碎後到整粒機，最後經過旋振篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。篩出的粉末可以繼續造粒。實施例三(a)合成步驟原料的投料量如下環氧氯丙烷1387KG水60KG氰尿酸154.2KG四甲基氯化銨6KG節基三甲基氯化銨3.1KG片鹼145.3KG打開送料泵，將環氧氯丙烷打入高位槽，放入反應釜，開攪拌；在反應釜中依次投入氰尿酸，水和催化劑。投完料後，開汽升溫，釜內溫度75。C,回流13分鐘，繼續升溫至9(TC,回流分水，分水溫度104°C。分水完畢後，冷卻，當釜內溫度達48X:時，反應液直接放入加鹼釜。加鹼釜開冷凍冷卻至28'C時，開始加鹼，加鹼時少量多次批加，反應溫度控制在32'C。加鹼結束，保溫30分鐘，溫度控制在34'C。保溫結東後，反應液冷卻至3(TC以下，放入抽濾桶，抽濾。濾液用泵打入洗滌釜，再用泵打入405KG水，開攪拌，攪5分鐘，靜止l小時，分層。下層料液裝桶得合成料，上層洗滌水裝桶通過3'C冷卻回收環氧氯丙烷。(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料由高位槽放入1000L反應釜，開攪拌，升溫，開真空泵減壓蒸餾，真空度為-O.096MPa。釜內溫度達68。C時，放入15KG去離子水，繼續蒸餾，當溫度達110'C時，蒸餾完畢。(c)醇析步驟將200KG甲醇放入所述步驟(b)的反應釜中攪拌後，用泵將反應液打入結晶釜冷卻至l(TC關閉冷凍，得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料在8'C時，置於離心機內，離心機內物料約厚9-10釐米，甩幹，用冷甲醇洗滌，每離心機衝洗約55KG時，離心26分鐘後出料，物料的揮發份不超過25%;(e)烘乾步驟將步驟(d)中所述離心後的物料放入方盤裡進烘房開汽升溫至58匸，烘6小時，再慢慢升溫至89'C,烘20小時出烘房，裝桶，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯成品。(f)制粒步驟將粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入漏鬥中，經過滾軸壓榨成片狀，粉碎後，經震動篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。按順序開機，待所有機器運轉正常，把粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯投入加料機的漏鬥中，經過餵料機給壓實機，壓榨成片狀，再經過碎粒機粉碎後到整粒機，最後經過旋振篩篩出大小粒子分桶裝，入庫。篩出的粉末可以繼續造粒。實施例四(a)合成步驟原料的投料量如下環氧氯丙烷1489.2KG水65KG氰尿酸150.2KG四甲基氯化銨7.4KG節基三甲基氯化銨4.1KG片鹼163.1KG打開送料泵，將環氧氯丙烷打入高位槽，放入反應釜，開攪拌；在反應釜中依次投入氰尿酸，水和催化劑。投完料後，開汽升溫，釜內溫度75'C,回流13分鐘，繼續升溫至9(TC，回流分水，分水溫度104°C。分水完畢後，冷卻，當釜內溫度達48'C時，反應液直接放入加鹼釜。加鹼釜開冷凍冷卻至28'C時，開始加鹼，加鹼時少量多次批加，反應溫度控制在32'C。加鹼結東，保溫30分鐘，溫度控制在34'C。保溫結束後，反應液冷卻至3(TC以下，放入抽濾桶，抽濾。濾液用泵打入洗滌釜，再用泵打入405KG水，開攪拌，攪5分鐘，靜止1小時，分層。下層料液裝桶得合成料，上層洗滌水裝桶通過-16'C冷卻回收環氧氯丙烷。(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料由高位槽放入1000L反應釜，開攪拌，升溫，開真空泵減壓蒸餾，真空度為-0.098MPa。釜內溫度達68'C時，放入15KG去離子水，繼續蒸餾，當溫度達10(TC時，蒸餾完畢。(c)醇析步驟將200KG甲醇放入所述步驟(b)的反應釜中攪拌後，用泵將反應液打入結晶釜冷卻至9'C關閉冷凍，得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料在8X:時，置於離心機內，離心機內物料約厚9-10釐米，甩幹，用冷甲醇洗滌，每離心機衝洗約55KG時，離心20分鐘後出料，物料的揮發份不超過25/。；(e)烘乾步驟將步驟(d)中所述離心後的物料放入方盤裡進烘房開汽升溫，至58。C,烘6小時，再慢慢升溫至89'C,烘20小時出烘房，裝桶，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯成品。實施例五(a)合成步驟原料的投料量如下環氧氯丙烷960KG水50KG氰尿酸94KG四甲基氯化銨4.3KG節基三甲基氯化銨2.2KG片鹼120.4KG打開送料泵，將環氧氯丙烷打入高位槽，放入反應釜，開攪拌；在反應釜中依次投入氰尿酸，水和催化劑。投完料後，開汽升溫，釜內溫度75'C,回流13分鐘，繼續升溫至9(TC，回流分水，分水溫度104°C。分水完畢後，冷卻，當釜內溫度達48。C時，反應液直接放入加鹼釜。加鹼釜開冷凍冷卻至28'C時，開始加鹼，加鹼時少量多次批加，反應溫度控制在32'C。加鹼結束，保溫30分鐘，溫度控制在34。C。保溫結東後，反應液冷卻至3(TC以下，放入抽濾桶，抽濾濾液用泵打入洗滌釜，再用泵打入405KG水，開攪拌，攪5分鐘，靜止l小時，分層。下層料液裝桶得合成料，上層洗滌水裝桶通過-30'C冷卻回收環氧氯丙烷。(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料由高位槽放入1000L反應釜，開攪拌，升溫，開真空泵減壓蒸餾，真空度為0.lMPa。釜內溫度達68匸時，放入15KG去離子水，繼續蒸餾，當溫度達108'C時，蒸餾完畢。(c)醇析步驟將200KG甲醇放入所述步驟(b)的反應釜中攪拌後，用泵將反應液打入結晶釜冷卻至13'C關閉冷凍，得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料在8X:時，置於離心機內，離心機內物料約厚9-IO釐米，甩幹，用冷甲醇洗滌，每離心機衝洗約55KG時，離心15分鐘後出料，物料的水份不超過25%;(e)烘乾步驟將步驟(d)中所述離心後的物料放入方盤裡進烘房開汽升溫，至58'C，烘6小時，再慢慢升溫至89'C，烘20小時出烘房，裝桶，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯成品。質量檢測結果:tableseeoriginaldocumentpage12表1為本發明的實施例與舊工藝的產品質量對比，通過本發明生產的三環氧丙基異氰尿酸酯原料殘留少，且產品收率高於舊工藝。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡釆用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。權利要求1.一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，包括以下步驟(a)合成步驟在68～105℃下，將環氧氯丙烷與氰尿酸按8～111重量份在催化劑條件下反應，反應完畢後冷卻至25～30℃時添加鹼，30～36℃下反應，反應結束後抽濾，收集合成料；(b)蒸餾步驟將步驟(a)中所述合成料與水在65～110℃、真空度-0.09～0.1MPa條件下進行蒸餾；(c)醇析步驟蒸餾完畢後，投入20％～21％重量份的甲醇進行冷凍結晶，待反應液冷卻至5～10℃時，停止冷凍得到結晶料；(d)離心步驟將步驟(c)中所述結晶料離心，出料；(e)烘乾步驟在55～90℃下，將步驟(d)中所述物料烘乾15～24小時，得到粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯。2.根據權利要求l所述三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，其特徵在於所述步驟(a)中，催化劑為0.3%~0.5%重量份的四甲基氯化胺和0.1%~0.3°/。重量份的苄基三甲基氯化銨；鹼為9%~12%重量份的氫氧化鈉。3.根據權利要求l所述三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，其特徵在於所述步驟(b)中對合成料進行-305(TC的冷卻處理，回收環氧氯丙烷。4.根據權利要求l所述三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，其特徵在於所述步驟(c)中結晶料的溫度為5~10°C。5.根據權利要求l所述三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，其特徵在於所述步驟U)中離心時間為10~30分鐘，物料的揮發份不超過25%。6.根據權利要求l所述三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，其特徵在於還包括以下步驟(f)制粒步驟將粉末狀三環氧丙基異氰尿酸酯制粒，得到顆粒狀三環氧丙基異氰尿酸酯。全文摘要本發明涉及一種粉末塗料固化劑的生產方法，尤其是一種三環氧丙基異氰尿酸酯的生產方法，屬於化工生產
技術領域：
。本發明使用兩種催化劑，有效控制了副反應的發生，使產品收率和質量都有了較大提高；蒸餾時，通過提高真空度使蒸餾溫度降低，對合成料進行低溫冷卻處理，回收原料環氧氯丙烷，使原料從原先每噸消耗1.55噸降低到1.3噸。克服陳舊工藝的缺點，通過批量生產實驗，得出該工藝條件成熟、可行，轉化率高，產品質量穩定，成品率達80％以上，且原料消耗少，具有廣闊的市場前景。文檔編號C07D405/00GK101367796SQ20081015571公開日2009年2月18日申請日期2008年10月14日優先權日2008年10月14日發明者徐建平,王方大,王立成,蔣劍峰,凱陳申請人:常州市牛塘化工廠有限公司