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108-80-5/三聚氰酸的應用

背景及概述[1][2]

三聚氰酸(也稱氰尿酸)是一種重要的化工原料,主要用于合成新型漂白劑、抗氧劑、油漆涂料、農業除草劑和金屬氰化緩蝕劑。可用于游泳池氯穩定劑、也可用于殺菌、去污;還可直接用于尼龍、賽克,阻燃劑及化妝品添加劑等。

回收方法[1]

目前,在異戊二烯法合成維生素A的關鍵中間體五碳醛過程中,使用三氯異氰尿酸作為氯醇化試劑,三氯異氰尿酸在反應過程中產生了大量的副產物三聚氰酸廢渣,其主要成分為三聚氰酸、氯代異腈尿酸(三氯異腈尿酸、二氯異腈尿酸、一氯異腈尿酸)、其它雜質等。如果不加以回收,不僅會污染環境,且使產品成本提高。

專利CN1844077A是通過將反應過程中產生的三聚氰酸廢渣直接用水或甲醇或丙酮清洗,得到粉末狀固體三聚氰酸。但是,采用該方法回收得到的三聚氰酸顏色不夠白、純度不高,難以直接重復利用。CN201510970701.2提供一種從三聚氰酸廢渣中回收三聚氰酸的方法,以期獲得顏色白、純度高、可直接重復利用的三聚氰酸。

包括如下操作步驟:將水和三聚氰酸廢渣以2~5:1的液固質量比混合,在105~155℃下加熱水解10~25min;以0.01~0.05:1的固液質量比在料液中加入脫色劑,攪拌15~45min后過濾;取濾液,在10~30℃下冷卻3~6h后,再次過濾得到三聚氰酸粗品。將得到的三聚氰酸粗品在80~110℃下干燥4~7h后,得到高純度三聚氰酸;本發明通過將三聚氰酸廢渣水解,加入脫色劑脫色,過濾后經過冷卻、結晶,得到高純度三聚氰酸產品。

采用三聚氰酸廢渣水解的方式,可以使氯代異腈尿酸全部轉化為三聚氰酸,得到的三聚氰酸產品顏色純白,三聚氰酸的純度和收率分別可達99.33%和94.12%。三聚氰酸廢渣中的氯代異腈尿酸水解原理如下式所示。

三聚氰酸的應用

應用[2]

一、合成三聚氰酸樹脂

三聚氰胺甲醛樹脂具有較高的膠接強度、固化速度快、耐水能力高、熱穩定性好的優 點,但是,樹脂固化后膠層容易破裂不宜單獨使用,儲存期短,易變質。另外,三聚氰胺 甲醛樹脂的生產成本偏高,價格較貴。CN201410114207.1提出一種合成三聚氰酸樹脂的方法,該方法工藝簡單,不需要進一步的純化,通過改性可直接應用于新型膠黏劑等產品的開發,可廣泛應用于多種工業領域。

包括步驟如下:(1)向反應器中加入甲醛或多聚甲醛、水,攪拌并升溫至35-55℃,調節pH值為8.0-10; 升溫至70-80℃,加入三聚氰酸,加入反應助劑,保溫反應1-3h;所述的三聚氰酸與甲醛的 摩爾比為(0.1-1.8):1;(2)調節溫度至80~95℃,繼續向反應器中加入三聚氰酸,保溫反應0.5-2h;所述的三 聚氰酸的加入量控制在步驟(1)中三聚氰酸加入質量的10-40%;(3)加入固化劑調節pH至4.0-6.0,于85-95℃保溫反應;(4)當反應至所需粘度時,調節pH值至8.0-9.0,降溫至50℃以下,即得。

二、用于合成三聚氰酸高分子預聚體

三聚氰胺多支鏈聚合物得到廣泛應用,可以用作聚氨酯合成的催化劑、環氧樹脂的固化劑、以環氧乙烷或環氧丙烷的烷氧基化作用而制備多元醇的原料。

本CN201610563307.1提供三聚氰酸高分子預聚體的合成方法,反應過程是以三聚氰酸為原料在加入或不加入催化劑的條件下和一種或多種具有至少兩個伯氨基的脂肪胺和芳香胺或多胺、多元醇或含有兩個羥基的醇胺、醇胺、氯代多元醇在一定反應溫度和反應摩爾比的條件下,直接制備成三聚氰酸高分子預聚體,然后再通過一定條件生成三聚氰酸高分子材料。包括如下步驟:

(1)將三聚氰酸和二胺或多胺混合,加入或不加入酸性催化劑,攪拌并升溫至160-220℃,保溫反應;(2)物料反應至所需粘度,停止反應,即得三聚氰酸高分子預聚體。

本發明的有益效果:1、本發明不以三聚氰胺作為反應原料,而是以三聚氰酸作為主要原料,不僅大大降低了生產成本,而且制備過程簡單,而且結合三聚氰酸生產過程,整個過程幾乎不放出二氧化碳,具有重要的環保和經濟意義。2、本發明制得的三聚氰酸高分子預聚體不僅性能穩定,而且該預聚體中含有三嗪環結構具有阻燃性,無需再加阻燃劑,無游離甲醛,應用前景廣闊。例如,可以作為板材膠黏劑、阻燃劑、涂料及新型預聚體,還可用于聚氨酯的合成過程;三聚氰酸和多元醇反應合成的高分子預聚體還可以代替對苯二甲酸乙二醇酯應用于電子電氣、汽車行業、機械設備等。

主要參考資料

[1]CN201510970701.2 一種從三聚氰酸廢渣中回收三聚氰酸的方法

[2]CN201410114207.1 一種合成三聚氰酸樹脂的方法

[3]CN201610563307.1 三聚氰酸高分子預聚體的合成方法

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