CN114426461A - 一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工危废资源化处理技术领域，具体涉及一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，包括：回收呔哔克生产过程中产生的氯代醇并进行减压蒸馏脱水处理；然后降温，检测羟值，计算需要投加的异氰酸酯的量并投加，进行反应，得到NCO封端后聚氨酯预聚体；本发明有效地解决了现有工艺对氯代醇焚烧处理带来的环境问题，得到的NCO封端后聚氨酯预聚体能够制备聚氨酯发泡材料，应用做成聚氨酯硬泡、半硬泡、胶黏剂等实现氯代醇的资源化，为企业带来经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及化工危废资源化处理技术领域，具体涉及一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法。
背景技术
呔哔克主要用作聚酯粉末固化剂，其主要用于制电气绝缘材料，层压板，印刷电路，各种工具，粘合剂，塑料稳定剂等。
由于生产呔哔克过程产品收率不高，收率80％左右，生产呔哔克闭环反应过程会有10-20％的氯代醇未发生环合反应，从而无法生成目标产物，或者环合发生在分子间，不是发生在分子内的环合反应，重结晶提纯呔哔克过程会产生大量的粘稠状的副产物氯代醇。
目前工业化的处理该粘稠状的副产物的办法为进行焚烧处理，这样的处理方式不仅造成资源的浪费而且造成严重的大气污染，危害自然以及人类健康。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法。
本发明的技术方案为：一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，包括：
S1、氯代醇的回收
回收呔哔克生产过程中产生的氯代醇；
S2、减压脱水
将氯代醇进行减压蒸馏脱水处理；
S3、合成聚氨酯预聚体
S3-1、投加异氰酸酯
将减压蒸馏脱水处理后的氯代醇降温到50～60℃，检测羟值，按照预先设定的NCO％值利用预聚物配方计算公式计算需要投加的异氰酸酯的量，然后投加异氰酸酯；其中，预设NCO％为5～25％；
S3-2、合成反应
在50～60℃保温反应后升温至80～85℃保温进行反应，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
进一步地，所述S1具体为：
S1-1、呔哔克生产工艺
将环氧氯丙烷和氰尿酸在90～110℃之间进行开环，得到大量含羟基的中间体；然后加入片碱，在50～60℃条件下发生闭环反应，生产呔哔克和NaCl；
然后经过真空抽滤除掉副产NaCl；
再通过减压蒸馏回收环氧氯丙烷以及副产水后得到油状产物；将油状产物加入冰甲醇进行结晶，得到呔哔克产品；剩下的液体即呔哔克副产氯代醇的甲醇母液；
S1-2、回收氯代醇
对氯代醇的甲醇母液进行回收甲醇即得到粘稠状高沸物氯代醇，回收氯代醇。
进一步地，所述S2具体为：将氯代醇升温至120℃后加入磷酸或甲苯磺酸调节pH为4.5～7，在-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h。
进一步地，S3-1所述异氰酸酯具体为TDI或MDI或IPDI。
进一步地，所述异氰酸酯采用TDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
进一步地，所述异氰酸酯采用MDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
进一步地，所述异氰酸酯采用IPDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
进一步地，所述S3-2具体为：在50～60℃保温反应0.5～1h，然后以0.5～1℃的速率升温至80～85℃保温0.5～1.5h，持续检测NCO含量，当NCO含量到达预先是定的NCO％值后立刻降至室温，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
进一步地，上述方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体在固化剂的应用；氯代醇与异氰酸酯反应后带有了NCO基团进行封端，具备了作为固化剂使用的条件，可用作固化剂；引入氯代醇结构后可以形成多官能度的聚氨酯预聚体，作为固化剂使用可以提高材料的交联程度，固化强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明有效地解决了现有工艺对氯代醇焚烧处理带来的环境问题，将氯代醇副产物作为聚氨酯预聚体合成的原材料进行NCO封端处理，得到不同NCO含量的NCO封端后聚氨酯预聚体；其能够应用于固化剂：能够与聚醚多元醇等组合料进行反应，可以用于制备聚氨酯发泡材料，应用做成聚氨酯硬泡、半硬泡、胶黏剂等实现氯代醇的资源化，为企业带来经济价值；
2、由于氯代醇分子结构含有羟基，其官能度＞2，NCO封端后形成多官能度，此外分子结构含有氰尿酸刚性结构，形成预聚体固化后形成交联结构，固化后所得制品硬度高、强度好。
具体实施方式
实施例1
一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，包括：
S1、氯代醇的回收
S1-1、呔哔克生产工艺
将环氧氯丙烷和氰尿酸在90℃之间进行开环，得到大量含羟基的中间体；然后加入片碱，在50℃条件下发生闭环反应，生产呔哔克和NaCl；
然后经过真空抽滤除掉副产NaCl；
再通过减压蒸馏回收环氧氯丙烷以及副产水后得到油状产物；将油状产物加入冰甲醇进行结晶，得到呔哔克产品；剩下的液体即呔哔克副产氯代醇的甲醇母液；
S1-2、回收氯代醇
对氯代醇的甲醇母液进行回收甲醇即得到粘稠状高沸物氯代醇，回收氯代醇；
S2、减压脱水
将氯代醇升温至120℃后加入磷酸或甲苯磺酸调节pH为4.5，在-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h；
S3、合成聚氨酯预聚体
S3-1、投加异氰酸酯
将减压蒸馏脱水处理后的氯代醇降温到50℃，检测羟值，按照预先设定的NCO％值利用预聚物配方计算公式计算需要投加的异氰酸酯的量，然后投加异氰酸酯；
其中，预设NCO％为5～25％；异氰酸酯具体为TDI；预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％；
S3-2、合成反应
在50℃保温反应0.5h，然后以0.5℃的速率升温至80℃保温1.5h，持续检测NCO含量，当NCO含量到达预先是定的NCO％值后立刻降至室温，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
利用上述方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体可用于固化剂。
实施例2
一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，包括：
S1、氯代醇的回收
S1-1、呔哔克生产工艺
将环氧氯丙烷和氰尿酸在100℃之间进行开环，得到大量含羟基的中间体；然后加入片碱，在55℃条件下发生闭环反应，生产呔哔克和NaCl；
然后经过真空抽滤除掉副产NaCl；
再通过减压蒸馏回收环氧氯丙烷以及副产水后得到油状产物；将油状产物加入冰甲醇进行结晶，得到呔哔克产品；剩下的液体即呔哔克副产氯代醇的甲醇母液；
S1-2、回收氯代醇
对氯代醇的甲醇母液进行回收甲醇即得到粘稠状高沸物氯代醇，回收氯代醇；
S2、减压脱水
将氯代醇升温至120℃后加入磷酸或甲苯磺酸调节pH为6，在-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h；
S3、合成聚氨酯预聚体
S3-1、投加异氰酸酯
将减压蒸馏脱水处理后的氯代醇降温到55℃，检测羟值，按照预先设定的NCO％值利用预聚物配方计算公式计算需要投加的异氰酸酯的量，然后投加异氰酸酯；
其中，异氰酸酯具体为TDI；预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％；
S3-2、合成反应
在55℃保温反应0.5h，然后以0.5℃的速率升温至85℃保温0.5h，持续检测NCO含量，当NCO含量到达预先是定的NCO％值后立刻降至室温，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
利用上述方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体可用于固化剂。
实施例3
一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，包括：
S1、氯代醇的回收
S1-1、呔哔克生产工艺
将环氧氯丙烷和氰尿酸在110℃之间进行开环，得到大量含羟基的中间体；然后加入片碱，在60℃条件下发生闭环反应，生产呔哔克和NaCl；
然后经过真空抽滤除掉副产NaCl；
再通过减压蒸馏回收环氧氯丙烷以及副产水后得到油状产物；将油状产物加入冰甲醇进行结晶，得到呔哔克产品；剩下的液体即呔哔克副产氯代醇的甲醇母液；
S1-2、回收氯代醇
对氯代醇的甲醇母液进行回收甲醇即得到粘稠状高沸物氯代醇，回收氯代醇；
S2、减压脱水
将氯代醇升温至120℃后加入磷酸或甲苯磺酸调节pH为7，在-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h；
S3、合成聚氨酯预聚体
S3-1、投加异氰酸酯
将减压蒸馏脱水处理后的氯代醇降温到60℃，检测羟值，按照预先设定的NCO％值利用预聚物配方计算公式计算需要投加的异氰酸酯的量，然后投加异氰酸酯；
其中，异氰酸酯具体为TDI；预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％；
S3-2、合成反应
在60℃保温反应1h，然后以1℃的速率升温至85℃保温1.5h，持续检测NCO含量，当NCO含量到达预先是定的NCO％值后立刻降至室温，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
利用上述方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体可用于固化剂。
实施例4
与实施例1不同的是：异氰酸酯具体为MDI，预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
实施例5
与实施例1不同的是：异氰酸酯具体为IPDI，预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
实验例
利用氯代醇与TDI模拟本发明实施例1～3方法，具体如下：
实验例1：取1kg的氯代醇加入带有搅拌、温度计、冷凝器的四口烧瓶，加入0.02％的对甲苯磺酸搅拌至溶解完成，取样检测pH值，控制pH值4.5～7之间；
加热升温到120℃，-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h，取样检测含水量，控制含水量＜0.05％；取样检测羟值为109mgKOH/g，作为后续投加异氰酸酯的计算依据；
将脱水后的氯代醇降温到50℃，按照预先设定聚氨酯预聚体终点的NCO％值为11.5％，投加530g的TDI，TDI投加方式为一次性投加；
维持50℃保温反应0.5h后，开始缓慢升温到80～85℃进行保温反应，每隔25min取样检测NCO含量，当NCO含量接近到达11.5％后，立刻降至室温，反应结束，得到淡黄色粘稠液即为NCO封端的聚氨酯预聚体。
制备得到的NCO封端的聚氨酯预聚体能够与聚醚多元醇等组合料进行反应，可以用于制备聚氨酯发泡材料，应用做成聚氨酯硬泡、半硬泡、胶黏剂等。
实验例2：取1kg的氯代醇加入带有搅拌、温度计、冷凝器的四口烧瓶，加入0.02％的磷酸搅拌至混合均匀；取样检测pH值，控制pH值4.5～7之间；
加热升温到120℃，-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h，取样检测含水量，控制含水量＜0.05％。取样检测羟值为73mgKOH/g，作为后续投加异氰酸酯的计算依据；
将脱水后的氯代醇降温到55℃，按照预先设定聚氨酯预聚体终点的NCO％值为15％，投加615g的TDI，TDI投加方式为一次性投加；
维持55℃保温反应0.5h后，开始缓慢升温到85℃进行保温反应，每隔25min取样检测NCO含量，当NCO含量接近到达15％后，立刻降至室温，反应结束，得到淡黄色粘稠液即为NCO封端的聚氨酯预聚体。
制备得到的NCO封端的聚氨酯预聚体能够与聚醚多元醇等组合料进行反应，可以用于制备聚氨酯发泡材料，应用做成聚氨酯硬泡、半硬泡、胶黏剂等。
实验例3：取1kg的氯代醇加入带有搅拌、温度计、冷凝器的四口烧瓶，加入0.02％的磷酸搅拌至混合均匀；取样检测pH值，控制pH值4.5～7之间；
加热升温到120℃，-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h，取样检测含水量，控制含水量＜0.05％。取样检测羟值为56mgKOH/g，作为后续投加异氰酸酯的计算依据；
将脱水后的氯代醇降温到60℃，按照预先设定聚氨酯预聚体终点的NCO％值为5.5％，投加227g的TDI，TDI投加方式为一次性投加；
维持60℃保温反应1h后，开始缓慢升温到80～85℃进行保温反应，每隔25min取样检测NCO含量，当NCO含量接近到达5.5％后，立刻降至室温，反应结束，得到淡黄色粘稠液即为NCO封端的聚氨酯预聚体。
制备得到的NCO封端的聚氨酯预聚体能够与聚醚多元醇等组合料进行反应，可以用于制备聚氨酯发泡材料，应用做成聚氨酯硬泡、半硬泡、胶黏剂等。
Claims (10)
1.一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，包括：
S1、氯代醇的回收
回收呔哔克生产过程中产生的氯代醇；
S2、减压脱水
将氯代醇进行减压蒸馏脱水处理；
S3、合成聚氨酯预聚体
S3-1、投加异氰酸酯
将减压蒸馏脱水处理后的氯代醇降温到50～60℃，检测羟值，按照预先设定的NCO％值利用预聚物配方计算公式计算需要投加的异氰酸酯的量，然后投加异氰酸酯；其中，其中，预设NCO％为5～25％；
S3-2、合成反应
在50～60℃保温反应后升温至80～85℃保温进行反应，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述S1具体为：
S1-1、呔哔克生产工艺
将环氧氯丙烷和氰尿酸在90～110℃之间进行开环，得到大量含羟基的中间体；然后加入片碱，在50～60℃条件下发生闭环反应，生产呔哔克和NaCl；
然后经过真空抽滤除掉副产NaCl；
再通过减压蒸馏回收环氧氯丙烷以及副产水后得到油状产物；将油状产物加入冰甲醇进行结晶，得到呔哔克产品；剩下的液体即呔哔克副产氯代醇的甲醇母液；
S1-2、回收氯代醇
对氯代醇的甲醇母液进行回收甲醇即得到粘稠状高沸物氯代醇，回收氯代醇。
3.根据权利要求1所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述S2具体为：将氯代醇升温至120℃后加入磷酸或甲苯磺酸调节pH为4.5～7，在-0.09MPa左右减压蒸馏脱水2h。
4.根据权利要求1所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，S3-1所述异氰酸酯具体为TDI或MDI或IPDI。
5.根据权利要求5所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述异氰酸酯采用TDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
6.根据权利要求5所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述异氰酸酯采用MDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
7.根据权利要求5所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述异氰酸酯采用IPDI时，所述预聚物配方计算公式为：
其中，NOH为羟基的摩尔量，mol；NCO％为NCO含量；WOH为羟基的重量份，％。
8.根据权利要求1所述的一种呔哔克生产过程中氯代醇副产物资源化处理方法，其特征在于，所述S3-2具体为：在50～60℃保温反应0.5～1h，然后以0.5～1℃的速率升温至80～85℃保温0.5～1.5h，持续检测NCO含量，当NCO含量到达预先是定的NCO％值后立刻降至室温，得到淡黄色的一定粘度的粘稠液即为NCO封端后聚氨酯预聚体。
9.根据权利要求1～8任一所述处理方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体在固化剂的应用。
10.根据权利要求1～8任一所述处理方法制备的NCO封端后聚氨酯预聚体用于固化剂。
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