异氰脲酸三缩水甘油酯合成工艺研究
一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法[发明专利]
![一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0db88cddafaad1f34693daef5ef7ba0d4a736dce.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011339865.2(22)申请日 2020.11.25(71)申请人 湖南云科化工有限公司地址 414012 湖南省岳阳市云溪区长炼绿色化工产业园(72)发明人 刘郁东 刘良会 黄能武 (74)专利代理机构 北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11394代理人 唐曙晖(51)Int.Cl.C07D 405/14(2006.01)(54)发明名称一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法(57)摘要本发明涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，该方法包括以下步骤：使氰尿酸与二氯丙醇在碱和溶剂存在的条件下加热反应，其中氰尿酸与二氯丙醇的用量摩尔比为1:2～8，碱的加入量与二氯丙醇的加入量的摩尔比为2：1。
本方法制备异氰尿酸三缩水甘油酯的原料转化率高，达到95％以上，产品选择型好，达到95％以上，产品收率高，达到90％以上，远高于现有技术80％左右的收率。
权利要求书1页 说明书4页CN 112321576 A 2021.02.05C N 112321576A1.一种异氰尿酸三缩水甘油酯TGIC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：使氰尿酸与二氯丙醇在碱和溶剂存在的条件下加热反应。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氰尿酸与二氯丙醇的用量摩尔比为1:2～8，优选1:3～6，更优选1:3.3～3.6；优选，碱与二氯丙醇的添加摩尔比为2：1，所述的二氯丙醇为1,2-二氯丙醇、1,3-二氯-2-丙醇中的一种或两种的混合物，优选为1,3-二氯-2-丙醇。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于碱为无机碱或有机碱，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、三甲胺、吡啶中一种或多种，优选，碱以水溶液的形式使用，优选为氢氧化钠(NaOH)的水溶液，更优选为20％～52％NaOH水溶液，进一步优选40％～50％NaOH水溶液；优选地，加热温度为60-100℃，优选80-100℃，反应时间为2-10小时，优选3-8小时；优选地，溶剂选自水(优选去离子水)、醇类溶剂(如甲醇、乙醇)中的一种或多种，溶剂的添加量为氰尿酸与二氯丙醇总质量的0.5～10倍，优选1～5倍。
异氰尿酸三缩水甘油酯的合成工艺
ｇ理论环氧值１．０１ ｇ／ｍｏｌ。ＴＧＩＣ有两种异
构体形式，口体构型为（Ｒ，Ｒ，Ｓ／Ｓ，Ｓ，Ｒ），熔程为１０３
１０４．５℃；口体构形为（Ｒ，Ｒ，Ｒ／Ｓ，Ｓ，ｓ），熔程为
１５６～１５７．５℃。工业品一般为两种异构体的混合型，其组成的比例约为３：ｌ。二者除熔点及溶解性 外，其它理化性能基本相同。由于两种异构体的使用性能没有明显的差别，所以一般不进行分离ｒ２】。 ＴＧＩＣ易溶于乙晴、二恶烷、二氯乙烷、氯仿、ＤＭＦ、二甲基亚砜，微溶于甲醇、乙醇和水，不溶于乙醚、己 烷和四氯化碳等；无吸湿性；和一般环氧树脂一样，能和酸酐、胺和酚醛树脂等固化剂发生交联反应。 ＴＧＩＣ因为有三嗪环结构，所以具有良好的耐热性、耐候性、粘结性及优异的高温电性能［３］；相对分 子量小，因而环氧当量也小，可以做为环氧树脂的改性剂使用。产品大部分用作聚酯粉末涂料的固化改 性剂使用［４］。ＴＧＩＣ由瑞士汽巴一嘉基公司首先开发，１９８２年全世界工业化产量约为１
Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ
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Ｈｏｎｇ—ｌｉｎｇ
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（Ａｎｓｈａｎ Ｒｕｎｄｅ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｌｔｄ。Ａｎｓｈａｎ １１４２２５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌ ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ（ＴＧｌＣ）ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｓｕｌａ— ｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｒｉｎｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ
ａｔ ａｔ
１１０℃。ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｒｉｎｇｉｎｇ ｉｓ ４０～４５
异氰尿酸三缩水甘油酯的合成
异氰尿酸三缩水甘油酯，英文名为１，３，５－ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ，简称ＴＧＩＣ，是一种新型的环氧树脂［１］，因ＴＧＩＣ中含有三个环氧基团，具有优良的交联固化性能，广泛用于粉末涂料固化剂，并能提高塑料的机械强度，改善其电器性能，使其能用于制作各种结构材料、印刷电路、工具、化工设备及其他机械零件等［４］。
作为卤系阻燃剂的添加剂可延缓阻燃剂的分解、提高阻燃塑料的加工性能。
因此ＴＧＩＣ有良好的发展前景。
国内外对ＴＧＩＣ的合成做过很多研究［２～８］，但目前的ＴＧＩＣ生产工艺消耗大、成本高，使其应用受到限制［８］。
作者在反应体系中加入水作为异氰尿酸的助溶剂，设计了特殊的实验装置，并对工艺中多因素作了探讨，得到了易于操作、收率高、消耗低的优化工艺。
１实验部分１．１主要试剂异氰尿酸，工业级，菏泽华意化工有限公司；环氧氯丙烷，工业级，宜兴银诚化工；四丁基溴化胺，分析纯，上海科丰化学试剂有限公司；乙醇，分析纯，上海试剂四厂；甲醇，分析纯，上海振兴化工一厂；氢氧化钠，工业级，重庆金帆化工有限公司。
１．２合成原理异氰尿酸三缩水甘油酯的合成王彦林于君张志刚（苏州科技学院化学化工系，苏州，２１５００９）摘要研究了以异氰尿酸、环氧氯丙烷为原料，以水为助溶剂合成异氰尿酸三缩水甘油酯的方法，探讨了物料配比、催化剂、反应温度和不同溶剂对收率的影响，四丁基溴化铵为催化剂，分两步反应，得到了最佳反应条件，第一步反应温度１１８℃，反应时间６０ｍｉｎ，第二步反应温度５５℃，反应时间１０ｍｉｎ，产品总收率为７７．３％。
用红外光谱表征了化合物的结构。
关键词异氰尿酸三缩水甘油酯助溶剂异氰尿酸环氧氯丙烷合成ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅＷａｎｇＹａｎ－ｌｉｎＹｕＪｕｎＺｈａｎｇＺｈｉ－ｇａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ，２１５００９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｃｙａｎｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎａｓｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｗａｔｅｒａｓｔｈｅｃｏｓｏｌｖｅｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｓｏｌｖｅｎｔｗｅｒｅｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｐｒｏｄｕｃｔｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｉ－ｅ．，ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｅｐ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１１８℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ６０ｍｉｎ，ｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔｅｐ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ５５℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ１０ｍｉｎ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｙｉｅｌｄｃａｎｒｅａｃｈｕｐｔｏ７７．３％．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｗａｓｄｅ－ｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＩＲｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ；ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ；ｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔ；ｉｓｏｃｙｎａｕｒａｔｅ；ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ收稿日期：２００７－０８－２１塑料助剂２００７年第６期（总第６６期）１７１．３合成步骤１．３．１三（３－氯－２－羟丙基）异氰尿酸酯的合成（酯化反应）在装有温度计、分水装置与回流冷凝管、机械搅拌封、滴液漏斗、电动搅拌器、恒温油浴的１００ｍＬ四口瓶中加入５．０ｇ氰尿酸（ＣＡ）、０．１５ｇ四丁基溴化铵、３．２ｍＬ水、６１ｇ环氧氯丙烷（ＥＣＨ），开动搅拌，用油浴加热使反应物回流，不断地脱出水分，并将共沸的ＥＣＨ通过分水装置。
异氰尿酸三缩水甘油酯的合成工艺
性剂 使用 Ｊ ＧＩ 由瑞 士 汽 巴一 。Ｔ Ｃ 嘉基 公 司首先 开发 ，９ ２ 全世 界工 业化 产量 约 为 １０ ０ｔ汽 巴一 基 １８ 年 ０ ， 嘉
和 日产化 学两 家公 司产 量在 世界 上 占主导 地位 。另外 ， 国 Ｈｅ ｋ ｌ 司和 美 国 Ｓ ｅｌ ｅ 公 司也有 工 德 ｎ ｅ公 ｈ ｌｈｍ ｃ 业化 生产装 置 。２ ０世 纪 ８ ０年代 中后 期 ， 内开始研 制开 发 ， 国 现有 黄 山华 惠和 鞍 山润 德等 规 模化 生产 企
１６ ５ ． ５ ～１ ７ ５℃ 。工业 品一 般为 两种 异构体 的混 合 型 ， 组 成 的 比例 约 为 ３：ｌ 其 。二 者 除 熔 点及 溶 解 性
外 ， 它理 化性 能基 本 相 同。 由 于两 种 异 构 体 的使 用 性 能 没 有 明 显 的 差 别 ， 以一 般 不 进行 分 离 ］ 其 所 。 Ｔ Ｃ易溶 于 乙晴 、 ＧＩ 二恶烷 、 氯 乙烷 、 仿 、 二 氯 ＤＭＦ、 甲基 亚砜 ， 溶 于 甲醇 、 二 微 乙醇 和 水 ， 溶 于 乙醚 、 不 己 烷 和 四氯化 碳等 ； 吸湿性 ； 无 和一般 环氧 树脂一 样 ， 能和 酸酐 、 胺和 酚醛 树脂 等 固化剂 发生交 联反 应 。 ＴＧ Ｃ因为 有三 嗪环结 构 ， 以具有 良好 的耐 热性 、 Ｉ 所 耐候 性 、 粘结 性 及 优异 的 高 温 电性 能 Ｉ ； 对 分 ３相 ］ 子 量小 ， 而环氧 当量 也小 ， 以做 为环 氧树脂 的改性 剂 使用 。产 品大部 分 用作 聚酯 粉末涂 料 的固化 改 因 可
Ｔ Ｃ的合成方 法 有用 异氰 尿酸 （ Ａ） ＧＩ Ｃ 为原 料 的一步 法和 二步 法 。一步 法是 由 Ｈｅ ｋ ｌ 司 中心实 ｎ ｅ公 验室 Ｍ ｕ ｎ ｗｓ ｉ 士 为首 的研 究 小组最 早 开发 的 ， 方 法 主 要缺 点 是 反应 原 料 比过 大 ， 釜 产量 少 Ｂ ｄｏ ｋ博 该 单 收率低 。一步 法反 应方 程式 为
异氰尿酸三缩水甘油酯
异氰尿酸三缩水甘油酯张 亨1 张汉宇2（1.锦西化工研究院有限公司， 葫芦岛, 125000；2. 北京卫星制造厂有限公司，北京, 100094）摘 要：介绍了异氰尿酸三缩水甘油酯的理化性质、晶体结构、光谱性质、毒性、质量标准、应用和发展概况，综述了国内外异氰尿酸三缩水甘油酯的合成工艺和生产工艺研究进展。
关键词：异氰尿酸三缩水甘油酯 合成 生产 工艺 研究 进展doi ：10.3969/j.issn.1672-6294.2020.02.003Triglycidyl IsocyanurateZhang Heng 1 Zhang Hanyu 2(1. Jinxi Chemical Research Institute Co., Ltd., Huludao 125000；2. Beijing Spacecrafts, Beijing, 100094)Abstract: In this paper, we introduced the physico chemical properties, spectroscopic properties, crystalstructure, toxicity, application, quality standards and development of triglycidyl isocyanurate (TGCI) and reviewed the progress in the synthesis and production of TGCI at home and abroad.Keywords:triglycidyl isocyanurate (TGCI); synthesis; production; technology; research; progress 收稿日期：2019-07-04异氰尿酸三缩水甘油酯[1-3]或称异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC ），是一种含有多功能的笼式三嗪环结构的新型环氧树脂，广泛用于聚酯树脂或丙烯酸树脂粉末涂料等的交联固化剂。
异氰尿酸三缩水甘油酯生产工艺
异氰尿酸三缩水甘油酯生产工艺
异氰尿酸三缩水甘油酯（TPT）是一种用于聚氨酯泡沫制品中的交联剂，具有优异的物理性能和低毒性特性，在工业、建筑、汽车等领域有着广泛的应用。
本文介绍了TPT的生
产工艺。
1. 原料准备
TPT的制备原料主要包括异氰酸酯（TDI）、甘油、三乙醇胺（TEOA）和醋酸等。
其中，TDI是关键原料，必须保证其纯度和质量稳定性，否则会影响TPT的质量和产量。
2. 反应工艺
TPT的制备一般采用“醇胺法”或“醇酸法”，其中“醇胺法”制备出的产品质量较好，具有更广泛的应用前景。
（1）醇胺法
将甘油和TEOA按一定比例混合后，加入反应釜中，开始搅拌。
同时，将TDI加入配死中并缓慢滴加到反应釜中，反应温度控制在70-80℃，反应时间为3-4小时。
反应后，加
入醋酸催化剂和过滤剂，过滤后即可得到TPT产品。
3. 产品检测
TPT产品的检测主要包括含量测定、酸值测定、水分测定、外观检查、发泡性能测试等。
其中，发泡性能测试是重要的指标，可以通过各种设备进行测试，如加热发泡测试机、气动发泡测试机等。
4. 环保措施
在TPT生产过程中，需要注意环保问题，如加强原料储存和管理，合理使用化学品，
严格控制废水、废气和废弃物的排放等。
同时，建立完善的环保管理制度，定期开展环境
监测和安全培训，确保生产过程安全可靠。
总之，TPT作为聚氨酯泡沫制品的重要原料，具有良好的应用前景。
其生产工艺需要
严格控制反应条件和检测指标，同时注重环保措施，才能生产出符合要求的产品，为各个
领域的应用提供有力保障。
异氰尿酸三缩水甘油酯的合成
关键 词 异氰尿 酸 三缩水 甘 油酯 助 溶剂 异氰 尿酸 环 氧氯 丙烷 合 成
Ｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ｉ ｌｃｄ ｌ ｓ ｃ ａ ｕ ａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆＴｒｇｙ ｉ ｙ ｏ ｙ ｎ ｒ ｔ Ｉ
Ｗ ａ ｇＹａ — ｉ Ｙｕ Ｊ ｎ ｈ ｎ ｈ － ａ ｇ ｎ ｎ ｌ ｎ ｕ Ｚ ａ ｇＺ ｉ ｇ ｎ
异 氰 尿 酸 三 缩 水 甘 油 酯 ，英 文 名 为 １ ，一 ，５ ３ ｔｇ ｃｄ ｌ ｓｃａ ｕａ ， 称 Ｔ Ｉ 是 一 种 新 型 的 ｒ ｌ ｉｙ ｉ ｙ ｎ ｒｔ 简 ｉｙ ｏ ｅ Ｇ Ｃ， 环 氧树 脂【 因 Ｔ Ｉ １ １ ， Ｇ Ｃ中含有 三个 环 氧基 团 ， 具有 优 良的交 联 固化性 能 ， 泛用 于粉 末涂 料 固化剂 ， 广 并
ｈ ｒｔ ｅ ， ｅ ｃｉ ｅ ｅａｕｅ ｉ Ｉ ｒａ ｔ ｉ ｉ ０ ｍｉ ， ｎ ｔｅｓ ｃ ｎ ｔｐ ｒａ ｔ ｎ ｔｍｐ ａｕ ｅ ｔｅｆ ｓ ｔｐ ｒａ ｔ ｎ ｔｍｐ ｒｔｒ ｓ１ ８ ｃ ， ｅ ｃｉｎ ｔ ｓ６ ｎ ｉ ｈ ｅ ｏ ｄ ｓｅ ， ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ ｒｔｒ ｉ ｓ ｏ １ ＝ ｏ ｍｅ ｉ ｉ ５ ｃ ． ｅ ｃ ｏ ｉ ｓ １ ｎ Ｔ ｅｔｔｌ ｉｌ ａ ｅ ｃ ｐ ｔ ７３ ． ｈ ｔ ｃｕ ｅｏ ｅ ｐｏ ｕ ｔｗ ｓｄ ＂ ｓ５ Ｉ ｒａ ｔ ｎ ｔ ＝ ｉ ｍｅｉ ０ ｍｉ ． ｈ ｏａ ｅｄ ｃ ｎ ｒａ ｈ ｕ ｏ７ ．％ Ｔ ｅｓｒ ｔｒ ｆｔ ｒｄ ｃ ａ ｅ ｙ ｕ ｈ
一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法
异氰尿酸三缩水甘油酯是一种重要的有机化合物，广泛用于涂料、塑料、橡胶等工业领域。
其制备方法对于其工业化生产具有重要意义。
本文将就异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法进行深入探讨。
一、制备原理异氰尿酸三缩水甘油酯的制备主要基于异氰酸酯和甘油醚化反应。
具体反应方程式如下所示：R(-NCO)3 + 3HOCH2CH(OH)CH2OH → R(-NCO)3(OC3H5)其中，R为有机基。
该反应是一种酯化反应，通过控制反应条件和原料比例可以合成所需产物。
二、制备方法1. 原料准备要准备好反应所需的原料，包括异氰酸酯和甘油。
其中，异氰酸酯是反应的重要原料之一，其纯度和质量直接影响到最终产物的质量。
2. 反应条件控制在反应过程中，需要控制好反应的温度、压力和反应时间。
通常情况下，反应温度在60-80摄氏度之间，反应压力在常压下进行，反应时间根据原料比例和反应速度而定。
3. 反应过程将异氰酸酯和甘油按照一定的比例加入反应釜中，然后开始加热并搅拌反应。
在反应过程中，要不断监控反应物的消耗情况和产物的生成情况，确保反应进行顺利。
4. 产物提取反应结束后，需要对产物进行提取和纯化工作。
通常可采用萃取、结晶、蒸馏等方法对产物进行分离和提纯，得到所需的异氰尿酸三缩水甘油酯。
三、优化改进为了提高异氰尿酸三缩水甘油酯的产率和降低成本，可以通过优化反应条件、改进原料纯度、改进反应工艺等手段进行改进。
还可以采用催化剂、改进反应器设备等方式提高反应效率。
四、应用领域异氰尿酸三缩水甘油酯广泛应用于涂料、塑料、橡胶等工业领域。
其优良的物理化学性质使其成为这些领域中重要的中间体和添加剂，具有重要的经济意义。
异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法是一个复杂而又重要的过程，对于其工业化生产具有重要意义。
通过对制备方法的深入了解和优化改进，可以为其工业化生产提供有力支持，推动相关领域的发展和进步。
5.安全生产在异氰尿酸三缩水甘油酯的制备过程中，安全生产是至关重要的。
2023年异氰尿酸三缩水甘油酯行业市场研究报告
2023年异氰尿酸三缩水甘油酯行业市场研究报告异氰尿酸三缩水甘油酯，也被称为TDI，是一种重要的化学原料，广泛应用于聚氨酯材料的制造过程中。
聚氨酯材料在建筑、汽车、家具、鞋类和衣物等多个领域具有广泛的应用，因此，异氰尿酸三缩水甘油酯的市场需求也在不断增长。
本文将对异氰尿酸三缩水甘油酯行业市场进行研究，并分析其发展趋势和市场前景。
一、行业概述1. 产品定义：异氰尿酸三缩水甘油酯是由异氰酸酯和甘油等原料通过聚合反应制得的一种化合物。
2. 产品分类：根据不同的功能和用途，异氰尿酸三缩水甘油酯可以分为弹性型和刚性型两种。
弹性型主要用于制造弹簧床垫、橡胶制品等，而刚性型主要用于制造泡沫塑料材料。
3. 主要应用领域：异氰尿酸三缩水甘油酯广泛应用于建筑、汽车、家具、鞋类和衣物等多个领域。
它能够提供优异的耐磨、耐压和耐化学腐蚀性能，使得制成的材料具有较长的使用寿命。
4. 主要生产原料：异氰尿酸三缩水甘油酯的主要原料包括异氰酸酯、甘油和缩水甘油等。
其中，异氰酸酯的质量和纯度对产品质量有着重要的影响。
5. 行业竞争格局：目前，全球异氰尿酸三缩水甘油酯市场主要由几家大型企业垄断，其中包括巴斯夫、汉高等。
这些企业在技术研发、生产规模和市场拓展方面具有较大的优势。
二、市场分析1. 市场规模：异氰尿酸三缩水甘油酯市场规模在过去几年呈现稳步增长的趋势。
聚氨酯材料的广泛应用推动了异氰尿酸三缩水甘油酯市场的增长，预计未来几年市场规模将进一步扩大。
2. 市场需求：随着人们对品质生活的追求，对舒适、环保材料的需求也越来越高，这为异氰尿酸三缩水甘油酯市场提供了巨大的发展机遇。
此外，建筑、汽车、家具等行业的快速发展也将推动异氰尿酸三缩水甘油酯的需求增长。
3. 市场竞争：由于异氰尿酸三缩水甘油酯的生产技术门槛较高，目前市面上较少有中小型企业能够进入该领域。
因此，市场竞争格局较为稳定，大型企业占据着市场主导地位。
4. 市场前景：随着技术的不断进步和应用领域的不断扩展，异氰尿酸三缩水甘油酯市场的前景非常广阔。
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表 3 结果表明 : 水洗法产率较低 , 这是由于部分产品溶于水 , 另外部分环氧基水解使副 产物增多 , 从而产品损耗增加 。该分离工艺产生大量含 EPC H 的废水 , 因 EPC H 有毒 , 不 能任意排故 。因此本论文研究中除了 3 - 95 - 3 - 24A 外全选用直接过滤法 。 21412 粗产品精制溶剂的选择
·16 ·
江 苏 石 油 化 工 学 院 学 报 1997 年
图 1 加成时间对产率的影响 图 2 加成时间对母液中残留物含量的影响 一定时间 , 物料长期处于较高温度下发生更多付反应 , 从而使部分产品形成网状交联付产物 残留于母液中 。随反应时间增加 , 母液中这种残留物越多 , 造成产品收率下降越大 。
3111
19 - 95 - 5 - 16
D
6413
10419
2711
Байду номын сангаас
20 - 95 - 5 - 17
E
无效
其中 A 为季铵盐类 ; B 、C 、D 、E 为叔胺盐类 ; C 不发生加成反应 ; E 得到产品全部成粘稠状 , 无法 得到 TGIC 。
选用季铵盐类催化剂 A , 副产物最 少 , 产率最好 。这是由于季铵盐较 稳定 , 另外与水及醇相溶性均好 , 故催化效果好 。
6212 6712
10614 10513
3114
26
23 - 95 - 5 - 25
甲醇 乙醇
6111 6812
10612 10413
2313 2413
由表 4 可见 : 用乙醇作精制溶剂所得产率比甲醇高 7 %以上 , 且环氧当量更小即产品质 量更好 。
215 回收 EPC H 对产率的影响
(根据 TGIC 分子结构计算 , 环氧当量
理论值为 99 , 工厂中以环氧当量小于
110 为合格) ; 而催化剂用量过少 , 催
化剂浓度下降会导致加成反应不完全 ,
使得产品产率下降 。 21312 催化剂种类及配比对产率影响
图 3 催化剂用量对产率影响
(1) 催化剂类型的影响
合成 TGIC 的催化剂较常用的有叔胺 , 季铵盐和季铵碱 。表 2 列出了以叔胺盐类及季铵
10813
由表 1 可知 : 随 EPC H/ ICA 摩尔比增加 , TGIC 产率增加 , 且最终增加幅度趋于平缓 。 另外反应中 EPC H 要大大过量 , 这样可避免 ICA 环上剩余未反应完全的活泼氢与先生成的 环氧基发生加成付反应而降低产率 。
212 加成时间对产率的影响
固定 ICA/ EPC H = 1∶15 , 催化剂及其用量不变 , 后处理相同 , 改变加成时间 , 对产率 及残留于母液中付产物的影响分别如图 1 , 图 2 所示 。
5112
105
3 - 95 - 3 - 24B 2 直接过滤法
6413
106
2710 2112
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·18 ·
江 苏 石 油 化 工 学 院 学 报 1997 年
(2) 混合催化剂对产率的影响 鉴于工业生产经济性 , 我们采 用 A 与 B 混合, 其它条件相同, 考察对产率的影响见图 4 所示 。由 此图可见 : 随混合催化剂 A ∶B 中 A 的含量增加 , 收率也随之增加 。
214 后处理工艺对产率的 影响
21411 除去中和付产物的分离方
法对产率影响
3 结 论
(1) 考察了 ICA/ EPC H 投料摩尔配比 , 催化剂种类及用量 , 回流时间对产率的影响 。 其适宜反应条件是 : ICA/ EPC H 在 1∶13～15 , 使用催化剂 A , 回流时间在 1 小时左右可使 产率大于 70 % , 同时环氧当量小于 110 。
(2) 后处理工艺中 , 采用直接过滤法除去固体 N aCl 比水溶解法除 N aCl 产率高 , 又不 会出现含 EPC H 废水处理的公害问题 。并且直接过滤法 EPC H 可回收直接用作反应原料对 产品环氧当量及产率影响不大 , 从而降低了生产成本 。
张东亮等 : 异氰脲酸三缩水甘油酯的合成工艺研究
·17 ·
实验编号
表 2 催化剂类型对产率影响
催化剂种类 产率 ( %)
环氧当量
母液中残留物含量 ( %)
5 - 95 - 4 - 5
A
7214
10512
1712
16 - 95 - 5 - 8
B
18 - 95 - 5 - 15
C
6116 无效
10813
盐类为催化剂 , 其它条件不变时实验结果 。
表 2 结果表明 : 叔胺盐类催化剂效果低于季铵盐类 。这是因为叔胺受热易挥发 , 热稳定
性差的缘故 , 叔胺挥发后则催化效果必然下降 。
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213 催化剂对产率的影响
21311 催化剂溶液用量的影响
改变催化剂用量 , 其它条件相同 ,
所得实验结果如图 3 所示 : 催化剂溶液
用量增加产率也随之增加 , 但催化剂浓
度过大 , 有可能引起更多付反应 ( 如
EPC H 开环聚合等) , 所得付产物 混于
产品 中 , 其 环 氧 当 量 过 高 常 大 于 110
为得到储存稳定性好 , 质量高的产品 , 需用溶剂除去产品中残存的催化剂及剩余 EPC H 和一些副产物 。实验比较了甲醇 , 乙醇分别作精制溶剂 , 实验结果列于表 4 。
表 4 精制溶剂对产率的影响
实验编号
溶剂
产率 ( %)
环氧当量 母液中残留物含量 ( %)
21 - 95 - 5 - 9
甲醇 乙醇
113 产品性能测试
环氧当量的测定采用盐酸氯化钙法[8 ]
2 结果与讨论
211 ICA/ EPC H 投料摩尔比对产率影响
据资料称 , ICA/ EPC H 料摩尔比是影响加成反应的主要因素 。我们固定 ICA 用量为 1219g (011 mol) , 改变 EPC H 用量 , 其它工艺条件相同 , 实验结果列于表 1 。
Ξ 收稿日期 : 1996 - 06 - 10 ΞΞ 本院九五届本科毕业生
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张东亮等 : 异氰脲酸三缩水甘油酯的合成工艺研究
·15 ·
112 实验方法
11211 反应原理 (二步法) 第一步为加成反应 , 固相 ICA 与液相 EPC H 在催化剂作用下生成中间体三 ( 3 - 氯 - 2
1 实验部分
111 主要原料及规格
异氰脲酸 (ICA , 工业级 , 纯度 > 95 %) ; 环氧氯丙烷 ( EPC H , 工业级 , 纯度 > 95 %) ; 固体氢氧化钠 (工业级 ; 分析纯) ; 甲醇 (工业级) ; 乙醇 (工业级) ; 氯化钙 (分析纯) ; 浓 盐酸 (分析纯) 。
合成条件固定 , 我们考察了两
种后处理工艺除去中和付产物 Na2 Cl 对产品收率影响 , 实验结果列
图 4 混合催化剂 A∶B 比对产率的影响
于表 3 :
表 3 后处理工艺对产率的影响
实验编号
分离方法
TGIC 产率
( %)
环氧含量
母液中残留物含量
( %)
3 - 95 - 3 - 24A
水洗涤法
由于 EPC H 有毒性 , 不能直接排放 , 故需回收利用 。表 5 考察了回收 EPC H 作反应原 料对产率及环氧当量的影响 。
表 5 回收 EPC H 循环使用对产率的影响
实验编号
母液中残留物含量 EPC H 类型 折光指数 产率 ( %) 环氧当量
( %)
5 - 95 - 4 - 5
工业品
114392
7214
10512
1712
24 - 95 - 5 - 26
含助溶剂
114082
7016
106
3015
25 - 95 - 5 - 29
含水
114379
7214
109
1412
可见回收 EPC H 可直接用作反应原料 , 产率均达 70 %以上 , 并且环氧当量也符合要求 。 利用回收 EPC H 既解决了环境问题 , 又可降低生产成本 。
由图 1 及图 2 可见 : 加成时间在 30～60 mi n 内 , 产率增加不再显著 , 如继续延长及反应 时间产率反而下降 , 而母液中残留付产物含量随反应时间增加而上升 。我们认为 : 反应时间 越长则加成反应进行越完全 , 后期付反应就越小 , 则付产物越少 , 收率自然越高 。然而超过
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羟丙基) 异氰脲酸酸酯 。 第二步是环化反应脱去 HCl , 中间体的小部分与 EPC H 交换反应生成 TGIC , 大部分与
碱作用脱 HCl 环化生成 TGIC , 同时反应液中 1 , 3 - 二氯丙醇也在碱作用下环化成 EPC H 。 11212 实验方法
在装有温度计 , 电动搅拌器 , 油水分离器和回流冷凝管的四口烧瓶中按一定比例加入 ICA 与 EPC H , 助溶剂及催化剂 , 搅拌升温反应至溶液由混浊变清亮 , 并不断分离出水等馏 份 , 继续保温回流一段时间至反应液为淡黄色透明液体 , 再将反应液冷却至 30 ℃, 加入一 定量的 N aO H , 再保温搅拌使环化反应充分 , 然后抽滤 , 将所得滤液减压蒸馏回收过量 EPC H , 即得淡黄色粘稠状粗产物 , 再用甲醇或乙醇处理即得白色纯品产物 。