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三聚氰酸的应用

发布日期:2018/12/21 13:41:48

背景及概述[1][2]

三聚氰酸(也称氰尿酸)是一种重要的化工原料,主要用于合成新型漂白剂、抗氧剂、油漆涂料、农业除草剂和金属氰化缓蚀剂。可用于游泳池氯稳定剂、也可用于杀菌、去污;还可直接用于尼龙、赛克,阻燃剂及化妆品添加剂等。

回收方法[1]

目前,在异戊二烯法合成维生素A的关键中间体五碳醛过程中,使用三氯异氰尿酸作为氯醇化试剂,三氯异氰尿酸在反应过程中产生了大量的副产物三聚氰酸废渣,其主要成分为三聚氰酸、氯代异腈尿酸(三氯异腈尿酸、二氯异腈尿酸、一氯异腈尿酸)、其它杂质等。如果不加以回收,不仅会污染环境,且使产品成本提高。

专利CN1844077A是通过将反应过程中产生的三聚氰酸废渣直接用水或甲醇或丙酮清洗,得到粉末状固体三聚氰酸。但是,采用该方法回收得到的三聚氰酸颜色不够白、纯度不高,难以直接重复利用。CN201510970701.2提供一种从三聚氰酸废渣中回收三聚氰酸的方法,以期获得颜色白、纯度高、可直接重复利用的三聚氰酸。

包括如下操作步骤:将水和三聚氰酸废渣以2~5:1的液固质量比混合,在105~155℃下加热水解10~25min;以0.01~0.05:1的固液质量比在料液中加入脱色剂,搅拌15~45min后过滤;取滤液,在10~30℃下冷却3~6h后,再次过滤得到三聚氰酸粗品。将得到的三聚氰酸粗品在80~110℃下干燥4~7h后,得到高纯度三聚氰酸;本发明通过将三聚氰酸废渣水解,加入脱色剂脱色,过滤后经过冷却、结晶,得到高纯度三聚氰酸产品。

采用三聚氰酸废渣水解的方式,可以使氯代异腈尿酸全部转化为三聚氰酸,得到的三聚氰酸产品颜色纯白,三聚氰酸的纯度和收率分别可达99.33%和94.12%。三聚氰酸废渣中的氯代异腈尿酸水解原理如下式所示。

应用 [2]

一、合成三聚氰酸树脂

三聚氰胺甲醛树脂具有较高的胶接强度、固化速度快、耐水能力高、热稳定性好的优 点,但是,树脂固化后胶层容易破裂不宜单独使用,储存期短,易变质。另外,三聚氰胺 甲醛树脂的生产成本偏高,价格较贵。CN201410114207.1提出一种合成三聚氰酸树脂的方法,该方法工艺简单,不需要进一步的纯化,通过改性可直接应用于新型胶黏剂等产品的开发,可广泛应用于多种工业领域。

包括步骤如下:(1)向反应器中加入甲醛或多聚甲醛、水,搅拌并升温至35-55℃,调节pH值为8.0-10; 升温至70-80℃,加入三聚氰酸,加入反应助剂,保温反应1-3h;所述的三聚氰酸与甲醛的 摩尔比为(0.1-1.8):1;(2)调节温度至80~95℃,继续向反应器中加入三聚氰酸,保温反应0.5-2h;所述的三 聚氰酸的加入量控制在步骤(1)中三聚氰酸加入质量的10-40%;(3)加入固化剂调节pH至4.0-6.0,于85-95℃保温反应;(4)当反应至所需粘度时,调节pH值至8.0-9.0,降温至50℃以下,即得。

二、用于合成三聚氰酸高分子预聚体

三聚氰胺多支链聚合物得到广泛应用,可以用作聚氨酯合成的催化剂、环氧树脂的固化剂、以环氧乙烷或环氧丙烷的烷氧基化作用而制备多元醇的原料。

本CN201610563307.1提供三聚氰酸高分子预聚体的合成方法,反应过程是以三聚氰酸为原料在加入或不加入催化剂的条件下和一种或多种具有至少两个伯氨基的脂肪胺和芳香胺或多胺、多元醇或含有两个羟基的醇胺、醇胺、氯代多元醇在一定反应温度和反应摩尔比的条件下,直接制备成三聚氰酸高分子预聚体,然后再通过一定条件生成三聚氰酸高分子材料。包括如下步骤:

(1)将三聚氰酸和二胺或多胺混合,加入或不加入酸性催化剂,搅拌并升温至160-220℃,保温反应;(2)物料反应至所需粘度,停止反应,即得三聚氰酸高分子预聚体。

本发明的有益效果:1、本发明不以三聚氰胺作为反应原料,而是以三聚氰酸作为主要原料,不仅大大降低了生产成本,而且制备过程简单,而且结合三聚氰酸生产过程,整个过程几乎不放出二氧化碳,具有重要的环保和经济意义。2、本发明制得的三聚氰酸高分子预聚体不仅性能稳定,而且该预聚体中含有三嗪环结构具有阻燃性,无需再加阻燃剂,无游离甲醛,应用前景广阔。例如,可以作为板材胶黏剂、阻燃剂、涂料及新型预聚体,还可用于聚氨酯的合成过程;三聚氰酸和多元醇反应合成的高分子预聚体还可以代替对苯二甲酸乙二醇酯应用于电子电气、汽车行业、机械设备等。

主要参考资料

[1] CN201510970701.2 一种从三聚氰酸废渣中回收三聚氰酸的方法

[2] CN201410114207.1 一种合成三聚氰酸树脂的方法

[3] CN201610563307.1 三聚氰酸高分子预聚体的合成方法