CN106117155A - 一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法 - Google Patents

一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法 Download PDF

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王文武
唐学军
吴常兴
周建平
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Abstract

本发明公开了一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，先以计量的三聚氰胺、甲醛及水为原料，生产三羟甲基三聚氰胺，分离出三羟甲基三聚氰胺固体产品后，将废水一部分循环生产三羟甲基三聚氰胺使用，另一部分投入生产六羟甲基三聚氰胺。本发明联产方法合成工艺简单、成本低、本质安全、环境污染小、废水零排放等优点。

Description

一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域，涉及一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产的新工艺方法。
背景技术
三羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺都可用作建筑涂料以及胶黏剂原料，是进一步生产醚化氨基树脂的重要原料。国内外现有的生产三羟甲基三聚氰胺树脂的工艺通常都是用一定比例的甲醛、三聚氰胺和甲醇按照一定比例直接反应制备，但几乎所有的工艺都存在相似的难题，即两种原料反应过程中会产生大量废水，而且废水中通常都含有少量甲醛，处理较难。如专利号为201010561762.0的专利公开了一种六羟甲基三聚氰胺的生产工艺，包括混料、反应结晶、离心分离、蒸发等步骤，该工艺需通过与甲醛装置联产来解决废水问题。生产三羟甲基三聚氰胺在生在过程中收率低，废水量大，部分产品溶于反应残液，不易分离，损失较大，且废水中含有甲醛，处理困难，生产成本很高，因此这类工艺较为少见。而专利号为CN103724286A的发明专利公开了四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产系统，该方法通过特定顺序加入，反应结晶，离心过滤得到产品。但是四羟甲基三聚氰胺与三羟甲基三聚氰胺不同，三羟甲基三聚氰胺难溶于水，具有不稳定性，因此三羟甲基三聚氰胺的转化率很低。
发明内容
本发明的目的是针对单独生产三羟甲基三聚氰胺收率低，成本高，废水量大的问题，提供一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法。本工艺具有合成工艺简单、成本低、本质安全、环境污染小、废水零排放等优点。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，先以计量的三聚氰胺、甲醛及水为原料，生产三羟甲基三聚氰胺，分离出三羟甲基三聚氰胺固体产品后，将废水一部分循环生产三羟甲基三聚氰胺使用，另一部分投入生产六羟甲基三聚氰胺。具体包括以下步骤：
(1)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶(2.5-3.5)∶(8-20)向反应釜中投入上述计量的水，调节反应釜搅拌器转速为30-120转/分钟，加入上述计量的甲醛，加碱调节pH值至7.0-10.0，调节温度为25-50℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌10-30min后升温至40-75℃，整个过程用碱保持pH为7.0-10.0；
(2)待三聚氰胺完全溶解，降低反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为30-90转/分钟，反应1-4h；
(3)停止搅拌，静置析晶1-3h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品三羟甲基三聚氰胺；
(4)将步骤(3)所产生的废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按比例补加原料，设定反应温度为30-75℃，pH值为7.0-10.0，在此条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺。
优选的，步骤(1)中所述甲醛为质量分数20％～55％的甲醛水溶液。
优选的，步骤(1)所述碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁或氢氧化钠。
优选的，所述(4)中补加原料为三聚氰胺、甲醛以及水，且使补加后三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35。
本发明三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，在生产三羟甲基三聚氰胺中所产生废水主要包括水、溶解在水中的少量三羟甲基三聚氰胺、其他水溶性低羟甲基化三聚氰胺及少量甲醛，这些废水中物质分离困难，处理成本高，而本发明将其直接与六羟甲基三聚氰胺生产装置联用，将所收废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按一定比例补加三聚氰胺、甲醛以及水，且在一定条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥等步骤生产六羟甲基三聚氰胺。则可使得反应废液得以回收使用，不仅节约了六羟甲基三聚氰胺的生产原料，还能使废水几乎达到零排放，环境压力大大减小。
本发明三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其有益效果在于：
(1)使得反应废液得以回收使用，不仅节约了六羟甲基三聚氰胺的生产原料，还能使废水几乎达到零排放，环境压力大大减小。
(2)三羟甲基三聚氰胺的合成中，采用特定的原料比例，反应温度和反应时间，能够三聚氰胺的转化率，进而提高三羟甲基三聚氰胺的收率；
(3)三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产，合成工艺简单、成本低，且产生的废水中有害物质含量低，减少了因回收而造成的成本投入，同时废水中化学物质达到零排放，保护环境。
(4)通过三聚氰胺，甲醛和水反应得到的三羟甲基三聚氰胺可用作生产多种型号高亚氨基型醚化氨基树脂的原料，丰富了氨基树脂的功能化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。以下只是应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
实施例1
一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，包括以下步骤：
(1)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶3∶10向反应釜中投入上述计量的水，调节反应釜搅拌器转速为70转/分钟，加入上述计量的甲醛，所用甲醛为质量分数37％的甲醛水溶液，加30％氢氧化钠水溶液调节pH值至9.0，调节温度为30℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌30min后升温至45℃，整个过程用30％氢氧化钠水溶液保持pH为7.5；
(2)待三聚氰胺完全溶解，降低反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为50转/分钟，反应3h；
(3)停止搅拌，静置析晶1h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品三羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为82％(以三聚氰胺计)；
(4)将步骤(3)所产生的废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按比例补加三聚氰胺、甲醛以及水使三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，设定反应温度为40℃，pH值为7.0，在此条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为65％(以三聚氰胺计)。
实施例2
一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，包括以下步骤：
(1)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶3.5∶20向反应釜中投入上述计量的水，调节反应釜搅拌器转速为70转/分钟，加入上述计量的甲醛，所用甲醛为质量分数40％的甲醛水溶液，加30％碳酸钾水溶液调节pH值至9.0，调节温度为30℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌30min后升温至45℃，整个过程用30％碳酸钾水溶液保持pH为7.5；
(2)待三聚氰胺完全溶解，降低反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为50转/分钟，反应4h；
(3)停止搅拌，静置析晶3h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品三羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为60％(以三聚氰胺计)；
(4)将步骤(3)所产生的废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按比例补加三聚氰胺、甲醛以及水使三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，设定反应温度为55℃，pH值为8.0，在此条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为90％(以三聚氰胺计)。
实施例3
一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，包括以下步骤：
(1)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶2.5∶20向反应釜中投入上述计量的水，调节反应釜搅拌器转速为70转/分钟，加入上述计量的甲醛，所用甲醛为质量分数37％的甲醛水溶液，加30％碳酸钠水溶液调节pH值至9.0，调节温度为30℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌30min后升温至45℃，整个过程用30％碳酸钠水溶液保持pH为7.5；
(2)待三聚氰胺完全溶解，降低反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为50转/分钟，反应3.5h；
(3)停止搅拌，静置析晶2h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品三羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为55％(以三聚氰胺计)；
(4)将步骤(3)所产生的废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按比例补加三聚氰胺、甲醛以及水使三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，设定反应温度为55℃，pH值为9.0，在此条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为90％(以三聚氰胺计)。

Claims (4)

1.一种三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶(2.5-3.5)∶(8-20)向反应釜中投入上述计量的水，调节反应釜搅拌器转速为30-120转/分钟，加入上述计量的甲醛，加碱调节pH值至7.0-10.0，调节温度为25-50℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌10-30min后升温至40-75℃，整个过程用碱保持pH为7.0-10.0；
(2)待三聚氰胺完全溶解，降低反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为30-90转/分钟，反应1-4h；
(3)停止搅拌，静置析晶1-3h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品三羟甲基三聚氰胺；
(4)将步骤(3)所产生的废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按比例补加原料，设定反应温度为30-75℃，pH值为7.0-10.0，在此条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺。
2.根据权利要求1所述三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：步骤(1)中所述甲醛为质量分数20％～55％的甲醛水溶液。
3.根据权利要求1所述三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：步骤(1)所述碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁或氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述三羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：所述(4)中补加原料为三聚氰胺、甲醛以及水，且使补加后三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35。
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