JP3993832B2 - Regeneration method of reaction solvent - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、水系ウレタン樹脂分散体から、有機溶剤たる反応溶剤を回収して再生させる反応溶剤の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
水系ウレタン樹脂分散体は、反応溶剤中で、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを重合させ、得られた重合生成物を水中に乳化(分散)させることにより得られるものであるが、この分散体中に残存する反応溶剤は、使用者の環境を悪化させる等の問題を有することから、従来より分散体から分離除去され、回収されている。
従来、この種の反応溶剤を回収する方法としては、反応溶剤を含む分散体を減圧下にて加熱することにより、反応溶剤を蒸発させて回収する方法が採用されている(特許文献1、参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−132567号公報([0044]〜[0046]欄)
【0004】
ところで、斯かる方法により除去された反応溶剤は回収されて廃棄されていたが、近年に於いては、環境保全等の問題から、回収された反応溶剤を再利用することが要望されつつある。
しかしながら、斯かる従来の方法により回収された反応溶剤には、ウレタンを重合する際に用いられた塩基性反応開始剤が残存しており、また、共沸した水も含まれており、該反応溶剤は、再利用に適しないという問題を有している。
例えば、ウレタン樹脂を重合するための反応溶剤として再利用した場合には、残存した塩基性反応開始剤によって重合反応の制御が困難となり、含有された水がポリイソシアネートと副反応を起こすことから、所望のウレタンの調整が困難となる。
【0005】
ところで、一般に、不純物を含む有機溶剤から不純物を除去して有機溶剤を再生させる方法として、蒸留する方法や有機溶剤をガス化してガス分離膜で不純物を分離除去する方法(特許文献2、参照)が知られている。
【0006】
【特許文献2】
特開2001−219025号公報
【0007】
しかしながら、上記従来の方法により回収された反応溶剤を再生させる方法として、上記の如き蒸留による方法を採用した場合には、水や塩基性反応開始剤が反応溶剤と共に留出することから、十分に高純度の反応溶剤を得ることが困難となる。
また、回収された反応溶剤をガス化してガス分離膜で分離する方法を採用した場合には、水を分離除去できても、塩基性反応開始剤を除去することができず、依然として十分に高純度の反応溶剤を得ることが困難となる。
【0008】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、水系ウレタン樹脂分散体から反応溶剤を回収して、塩基性反応開始剤や水を殆ど含まない高純度のものに再生させることのできる反応溶剤の再生方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明は、反応溶剤中に塩基性反応開始剤を存在させることにより重合されたウレタン樹脂を水中に分散させてなる水系ウレタン樹脂分散体から、反応溶剤を回収して再生させる反応溶剤の再生方法であって、
前記分散体から反応溶剤を蒸発させて回収する回収工程と、
回収された反応溶剤に酸を添加することにより、回収された反応溶剤中に含まれる前記塩基性反応開始剤を中和して固定化する中和工程と、
該中和工程を経た反応溶剤を蒸留して、反応溶剤を留出させ且つ反応溶剤中に含まれる水を缶出させる蒸留工程と、
留出した反応溶媒中に含まれる水をガス分離膜により分離除去する膜分離工程とを備えていることを特徴とする反応溶剤の再生方法を提供する。
【0010】
斯かる方法によれば、中和工程により塩基性反応開始剤を固定化した後に、蒸留工程にて反応溶剤を蒸留することにより、塩基性反応開始剤を殆ど含まない反応溶剤を留出させることができ、更に、該反応溶剤中に含まれる水を膜分離工程にて分離除去することにより、水をも殆ど含まない高純度の反応溶剤を再生させることができる。
尚、蒸留工程を経た反応溶剤には、塩基性反応開始剤、塩基性反応開始剤の中和による固定化物(中和物)が殆ど含まれないことから、塩基性反応開始剤がガス化して反応溶剤側に残存することとなる虞や、固定化物やウレタン樹脂がガス分離膜の目孔を閉塞させる虞も殆ど無い。
また、回収工程に於いて、反応溶剤の蒸発に伴ってポリウレタン樹脂が飛散して反応溶剤と共に回収される虞があるところ、斯かる蒸留工程を経ることにより、反応溶剤中に、ポリウレタン樹脂が含まれる虞も低減されることから、斯かるポリウレタン樹脂によってガス分離膜が閉塞される虞も低減される。
【0011】
ここで、反応溶剤とは、モノマーを溶解させてウレタン樹脂を重合させるために用いる有機溶剤のことであり、該反応溶剤は、水よりも沸点が低く、水よりも分子量の大きいものである。
また、固定化とは、中和によって分子量を増加させることにより、沸点を高めて蒸留留出され難くすることであり、固定化物とは、このような処理がされたものを意味する。
また、塩基性反応開始剤とは、塩基性を呈し酸と中和することにより固定化する反応開始剤のことであり、該反応開始剤は、水よりも分子量が大きいものである。該塩基性反応開始剤は、水よりも沸点が低い場合には、通常、固定化(中和)により水よりも沸点の高い物質とされる。
更に、ガス分離膜は、通常、ガス状の水を透過させるが、ガス状の反応溶剤や塩基性反応開始剤を透過させないものである。
【0012】
本発明に於いては、前記蒸留工程に於ける蒸留が単蒸留であるものが好ましい。
中和工程により、塩基性反応開始剤を固定化することから、単蒸留によって十分に塩基性反応開始剤を除去することができる一方で、精留に比して蒸留工程のコスト低減を図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、水系ウレタン樹脂分散体から反応溶剤を回収して再生させる反応溶剤の再生方法の一実施形態を示す概略フロー図である。
【0015】
図1に示すように、本実施形態の反応溶剤の再生方法は、反応溶剤中に塩基性反応開始剤を存在させることにより重合されたウレタン樹脂を水中に分散させてなる水系ウレタン樹脂分散体を供給し、該分散体から反応溶剤を蒸発させて回収する回収工程Aと、該回収工程Aにて回収された反応溶剤に酸を添加することにより、反応溶剤中に残存する塩基性反応開始剤を中和して固定化する中和工程Bと、該中和工程Bを経た反応溶剤を蒸留して、反応溶剤を留出させ且つ反応溶剤中に含まれる水を缶出させる蒸留工程Cと、該蒸留工程Cにて留出した反応溶媒中に含まれる水をガス分離膜により分離除去する膜分離工程Dとを備えてなり、前記回収工程Aにて回収された反応溶剤を、中和工程B、蒸留工程C、膜分離工程Dを経て再生させるものである。
本実施形態に於いて、反応溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類を使用することができる。中でも、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類が好ましい。
また、塩基性反応開始剤としては、トリエタノールアミン、トリメタノールアミン等のアミンを使用することができる。
【0016】
前記回収工程Aは、蒸留容器1内に水系ウレタン樹脂分散体を供給すると共に、蒸留容器1内を加熱減圧することにより、反応溶剤を留出(蒸発)させて回収する工程である。
この回収工程Aにより、水、塩基性反応開始剤、ウレタン樹脂、ウレタン樹脂の構成成分たるイソシアネート等の未反応物、その他の添加物等の不純物が含まれた状態で反応溶剤が回収される。
【0017】
前記中和工程Bは、回収工程Aにより回収された反応溶剤を中和槽2に供給すると共に、該中和槽2に酸を供給して、反応溶剤中に含まれる塩基性反応開始剤を中和により固定化させる工程である。
この中和工程Bに於いては、中和槽2に供給される反応溶剤に水が含まれることから、酸の添加により、水中で中和反応が進行することになり、塩基性反応開始剤が塩を形成して固定化される。
酸としては、塩基性反応開始剤と塩を形成して該塩基性反応開始剤を固定化させるものであれば特に限定されず、例えば、硫酸、塩酸等の無機酸や、酢酸、蓚酸等の有機酸を使用することができる。
【0018】
前記蒸留工程Cは、中和工程Bにより中和されて固定化された塩基性反応開始剤を含む反応溶剤を、蒸留容器3に供給して単蒸留し、水を含んだ状態の反応溶剤を留出させると共に、残りの水を固定化した塩基性反応開始剤と共に缶出させる工程である。尚、斯かる蒸留工程により、ウレタン樹脂中和物等の不純物も缶出され、留出した反応溶剤中に含まれるウレタン樹脂等の不純物の量も低減される。
従って、この蒸留工程Cにより、留出液たる反応溶剤は、水以外の不純物を殆ど含まないものとなる。
【0019】
前記膜分離工程Dは、蒸留工程Cに於ける留出液たる水を含んだ反応溶剤を、加熱によりガス化し、必要に応じて減圧吸引し、ガス分離膜4にガス状の水のみを透過させて反応溶剤と分離する工程である。
本実施形態に於いて、ガス分離膜4としては、水分子を透過させ且つ反応溶剤の分子を透過させない膜であれば特に限定されず、例えば、ガス分離用の中空糸膜を備えたものを用いることができる。具体的には、ポリイミド膜(宇部興産製)等を用いることができる。
【0020】
前記膜分離工程Dにより水と分離された反応溶剤は、水を殆ど含まないものとなり、通常、冷却により液化されて回収される。
【0021】
本実施形態に於いて対象となる水系ウレタン樹脂分散体としては、ウレタン樹脂骨格中にアニオン性、カチオン性、非イオン性の親水基を導入して水中に自己分散させるものや、又は疎水性のウレタン樹脂に界面活性剤を添加することによって水中に分散させるものなどを挙げることができる。
また、ウレタン樹脂としては、通常、反応溶剤中でポリイソシアネートとポリオールとが重合されてなるものが使用される。
前記ポリイソシアネートとしては、従来から慣用されている芳香族、脂肪族、脂環式のポリイソシアネートを使用でき、例えば、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のポリイソシアネートを使用することができる。
【0022】
前記ポリオールとしては、公知のものを使用でき、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリブタジエン、ポリシロキサン等の分子中に2個以上のヒドロキシル基を有する化合物を使用できる。
該ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールS、水素添加ビスフェノールA、ジブロムビスフェノールA、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジヒドロキシエチルエチルテレフタレート、ハイドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール;これら多価アルコールのアルキレン誘導体;これら多価アルコール又はアルキレン誘導体と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、若しくは多価カルボン酸エステルとのエステル化合物;ポリカーボネートポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、フッ素ポリオール、シリコンポリオール、ヒマシ油ポリオール、アクリルポリオール等を使用することができる。
【0023】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1
メチルエチルケトン(MEK)100重量(質量)部とシクロヘキサンジイソシアネート(日本ポリウレタン製)79重量部とを混合し、50℃で攪拌しながら、ポリオール(商品名「ユニオール」、日本油脂製)110重量部とトリエタノールアミン2重量部とを加えて重合反応を進行させ、ウレタン樹脂を調製した。このウレタン樹脂を水460重量部に添加して乳化(分散)させ、水系ウレタン樹脂分散体を調製した。この水系ウレタン樹脂分散体から圧力8kPa、温度42℃の条件で、メチルエチルケトンを蒸発させ、水を32重量%含むメチルエチルケトン(溶液)を回収し、固形分33重量%、ウレタン樹脂の平均粒径が1.2μmの反応溶剤回収済みの水系ウレタン樹脂分散体を得た。
次いで、回収したメチルエチルケトン(溶液)に25重量%硫酸を添加してpHを5に調整した。このメチルエチルケトン(溶液)を単蒸留により、メチルエチルケトンを留出させ、水を缶出させた。留出したメチルエチルケトン(溶液)は、水を22重量%含むものであった。また、反応開始剤の殆どは、固体となって缶出液たる水に残存した。また、その他の不純物も缶出液たる水に残存した。次いで、留出したメチルエチルケトン(溶液)を加熱によりガス化させ、ガス分離膜モジュール(ポリイミド膜を用いたUBE有機溶剤脱水システム、宇部興産製)に導き、水を分離除去して水を殆ど含まないメチルエチルケトン(水分0.01重量%)を再生させた。
再生したメチルエチルケトンを用い、スケールを半量とした以外は、上記と同様にして、反応溶剤回収済みのウレタン樹脂分散体を再調製した。得られた分散体は、最初に調製されたものと同一のものであった。
【0024】
比較例1
回収したメチルエチルケトン(溶液)に25重量%硫酸を添加しなかった以外は、実施例1と同様に蒸留し、分離膜モジュールに導き、水を分離除去させてメチルエチルケトンを得た。
得られたメチルエチルケトンを用いて、実施例1同様にスケールを半量としてウレタン樹脂分散体を再調製したところ、反応が急激で同様のウレタン樹脂分散体を再調製することができなかった。
斯かる結果から明らかなように、メチルエチルケトンには、多くの反応開始剤が残存していたことが認められる。
【0025】
比較例2
単蒸留を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、ガス分離膜モジュールに導いた。ガス分離膜モジュールに、ウレタン樹脂や中和物が付着して、十分に水を分離除去することができなかった。
【0026】
比較例3
ガス分離膜モジュールに導かなかった以外は、実施例1と同様にして、メチルエチルケトン(溶液)を得た。
得られたメチルエチルケトンを用いて、実施例1同様にスケールを半量としてウレタン樹脂分散体を再調製したところ、副反応が主体となり、同様のウレタン樹脂分散体を再調製することができなかった。
斯かる結果から明らかなように、メチルエチルケトンには、多くの水が残存していたことが認められる。
【0027】
比較例4
25重量%硫酸を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、ガス分離膜モジュールに導き、水を分離除去して水を殆ど含まないメチルエチルケトンを得た。次いで、リンゴ酸を等モル(実施例1に於ける硫酸の添加量と等モル)添加した。次いで、実施例1と同様に、スケールを半量としてウレタン樹脂分散体を再調製したところ、反応が急激で同様のウレタン樹脂分散体を再調製することができなかった。
斯かる結果から明らかなように、水を分離除去した後に酸を添加しても、中和反応が十分に進行せず、メチルエチルケトンには、多くの反応開始剤が残存していたことが認められる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る反応溶剤の再生方法によれば、水系ウレタン樹脂分散体から反応溶剤を回収して、塩基性反応開始剤や水を殆ど含まない高純度のものに再生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に於ける反応溶剤の再生方法を示す概略フロー図。
【符号の説明】
A・・・回収工程、B・・・中和工程、C・・・蒸留工程、D・・・膜分離工程
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a method for regenerating a reaction solvent in which a reaction solvent as an organic solvent is recovered from an aqueous urethane resin dispersion and regenerated.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
An aqueous urethane resin dispersion is obtained by polymerizing a polyol and a polyisocyanate in a reaction solvent and emulsifying (dispersing) the obtained polymerization product in water. The remaining reaction solvent has a problem of deteriorating the user's environment and is conventionally separated and removed from the dispersion and recovered.
Conventionally, as a method of recovering this type of reaction solvent, a method of evaporating and recovering the reaction solvent by heating the dispersion containing the reaction solvent under reduced pressure has been employed (see Patent Document 1, Reference). .)
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-132567 (columns [0044] to [0046])
[0004]
By the way, although the reaction solvent removed by such a method has been recovered and discarded, in recent years, it has been demanded to reuse the recovered reaction solvent due to problems such as environmental conservation.
However, in the reaction solvent recovered by such a conventional method, the basic reaction initiator used in the polymerization of urethane remains, and azeotropic water is also contained. The solvent has a problem that it is not suitable for reuse.
For example, when it is reused as a reaction solvent for polymerizing a urethane resin, it becomes difficult to control the polymerization reaction due to the remaining basic reaction initiator, and the contained water causes a side reaction with the polyisocyanate. It becomes difficult to adjust the desired urethane.
[0005]
By the way, generally, as a method of removing impurities from an organic solvent containing impurities and regenerating the organic solvent, a method of distillation or a method of gasifying the organic solvent and separating and removing the impurities with a gas separation membrane (see Patent Document 2) It has been known.
[0006]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-219025
However, as a method for regenerating the reaction solvent recovered by the above conventional method, when the method by distillation as described above is adopted, water or a basic reaction initiator is distilled together with the reaction solvent. It becomes difficult to obtain a high purity reaction solvent.
In addition, when a method of gasifying the recovered reaction solvent and separating it with a gas separation membrane is adopted, even if water can be separated and removed, the basic reaction initiator cannot be removed, and it is still sufficiently high. It becomes difficult to obtain a pure reaction solvent.
[0008]
Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention recovers a reaction solvent from an aqueous urethane resin dispersion and can regenerate it to a high-purity one containing almost no basic reaction initiator or water. it is an object of the present invention to provide a playback how.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present invention recovers and regenerates a reaction solvent from an aqueous urethane resin dispersion in which a urethane resin polymerized by the presence of a basic initiator in the reaction solvent is dispersed in water. A method for regenerating a reaction solvent comprising:
A recovery step of evaporating and recovering the reaction solvent from the dispersion;
A neutralization step of neutralizing and fixing the basic reaction initiator contained in the recovered reaction solvent by adding an acid to the recovered reaction solvent;
A distillation step of distilling the reaction solvent that has undergone the neutralization step to distill the reaction solvent and to take out water contained in the reaction solvent;
There is provided a method for regenerating a reaction solvent, comprising a membrane separation step of separating and removing water contained in the distilled reaction solvent by a gas separation membrane.
[0010]
According to such a method, after fixing the basic reaction initiator in the neutralization step, the reaction solvent containing almost no basic reaction initiator is distilled by distilling the reaction solvent in the distillation step. Furthermore, by separating and removing the water contained in the reaction solvent in the membrane separation step, it is possible to regenerate a high-purity reaction solvent that hardly contains water.
Since the reaction solvent that has undergone the distillation step contains almost no basic reaction initiator or a fixed product (neutralized product) obtained by neutralization of the basic reaction initiator, the basic reaction initiator is gasified. There is almost no fear that it will remain on the reaction solvent side, and there is no possibility that the immobilized product or urethane resin will block the pores of the gas separation membrane.
Further, in the recovery process, there is a possibility that the polyurethane resin may be scattered and recovered together with the reaction solvent as the reaction solvent evaporates. By passing through such a distillation process, the reaction solvent contains the polyurethane resin. Therefore, the possibility that the gas separation membrane is blocked by such a polyurethane resin is also reduced.
[0011]
Here, the reaction solvent is an organic solvent used for polymerizing the urethane resin by dissolving the monomer, and the reaction solvent has a lower boiling point than water and a larger molecular weight than water.
Further, immobilization means increasing the molecular weight by neutralization, thereby increasing the boiling point and making it difficult to be distilled off, and the immobilization product means one that has been subjected to such treatment.
The basic reaction initiator is a reaction initiator that exhibits basicity and is immobilized by neutralization with an acid, and the reaction initiator has a molecular weight larger than that of water. When the basic initiator has a boiling point lower than that of water, the basic initiator is usually a substance having a boiling point higher than that of water by immobilization (neutralization).
Furthermore, the gas separation membrane is usually one that allows gaseous water to permeate but does not allow gaseous reaction solvent or basic reaction initiator to permeate.
[0012]
In the present invention, the distillation in the distillation step is preferably simple distillation.
Since the basic reaction initiator is immobilized by the neutralization step, the basic reaction initiator can be sufficiently removed by simple distillation, while the cost of the distillation step is reduced as compared with rectification. Can do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic flow diagram showing an embodiment of a method for regenerating a reaction solvent in which the reaction solvent is recovered from an aqueous urethane resin dispersion and regenerated.
[0015]
As shown in FIG. 1, the method for regenerating a reaction solvent according to the present embodiment comprises a water-based urethane resin dispersion in which a urethane resin polymerized by the presence of a basic reaction initiator in the reaction solvent is dispersed in water. And recovering the reaction solvent by evaporating the reaction solvent from the dispersion, and adding the acid to the reaction solvent recovered in the recovery process A to thereby leave the basic reaction initiator remaining in the reaction solvent. A neutralization step B for neutralizing and immobilizing, and a distillation step C for distilling the reaction solvent that has passed through the neutralization step B to distill the reaction solvent and to take out water contained in the reaction solvent. And a membrane separation step D for separating and removing water contained in the reaction solvent distilled in the distillation step C by a gas separation membrane, and neutralizing the reaction solvent recovered in the recovery step A Regenerate through process B, distillation process C, membrane separation process D Than it is.
In this embodiment, examples of the reaction solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, acetate esters such as ethyl acetate and butyl acetate, dimethyl, and the like. Amides such as formamide can be used. Of these, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and acetates such as ethyl acetate and butyl acetate are preferred.
Moreover, amines, such as a triethanolamine and a trimethanolamine, can be used as a basic reaction initiator.
[0016]
The recovery step A is a step of supplying the aqueous urethane resin dispersion into the distillation vessel 1 and recovering the reaction solvent by distilling (evaporating) it by heating and reducing the pressure inside the distillation vessel 1.
By this recovery step A, the reaction solvent is recovered in a state in which impurities such as water, a basic reaction initiator, a urethane resin, an unreacted material such as isocyanate as a component of the urethane resin, and other additives are included.
[0017]
In the neutralization step B, the reaction solvent recovered in the recovery step A is supplied to the neutralization tank 2, and an acid is supplied to the neutralization tank 2, so that a basic reaction initiator contained in the reaction solvent is added. This is a step of fixing by neutralization.
In this neutralization step B, since the reaction solvent supplied to the neutralization tank 2 contains water, the addition of an acid causes the neutralization reaction to proceed in the water. Forms a salt and is immobilized.
The acid is not particularly limited as long as it forms a salt with the basic initiator to immobilize the basic initiator, and examples thereof include inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, acetic acid, oxalic acid, and the like. Organic acids can be used.
[0018]
In the distillation step C, the reaction solvent containing the basic reaction initiator neutralized and immobilized in the neutralization step B is supplied to the distillation vessel 3 for simple distillation, and the reaction solvent containing water is removed. This is a step of distilling and removing the remaining water together with the immobilized basic reaction initiator. In addition, by such a distillation process, impurities, such as a urethane resin neutralized material, are taken out, and the quantity of impurities, such as a urethane resin contained in the distilled reaction solvent, is also reduced.
Therefore, by this distillation step C, the reaction solvent as the distillate contains almost no impurities other than water.
[0019]
In the membrane separation step D, the reaction solvent containing the water as the distillate in the distillation step C is gasified by heating, and sucked under reduced pressure as necessary, and only the gaseous water permeates the gas separation membrane 4. And separating from the reaction solvent.
In the present embodiment, the gas separation membrane 4 is not particularly limited as long as it is a membrane that allows water molecules to permeate and does not permeate molecules of the reaction solvent. For example, a gas separation membrane 4 that includes a hollow fiber membrane for gas separation. Can be used. Specifically, a polyimide film (manufactured by Ube Industries) or the like can be used.
[0020]
The reaction solvent separated from the water in the membrane separation step D contains almost no water and is usually liquefied and recovered by cooling.
[0021]
Examples of the water-based urethane resin dispersion to be used in the present embodiment include those in which anionic, cationic, and nonionic hydrophilic groups are introduced into the urethane resin skeleton and are self-dispersed in water, or hydrophobic. The thing etc. which are disperse | distributed in water by adding surfactant to a urethane resin can be mentioned.
In addition, as the urethane resin, a resin obtained by polymerizing polyisocyanate and polyol in a reaction solvent is usually used.
As the polyisocyanate, conventionally used aromatic, aliphatic and alicyclic polyisocyanates can be used, for example, naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, diphenylmethane. Polyisocyanates such as diisocyanate and tolylene diisocyanate can be used.
[0022]
As the polyol, known ones can be used, and compounds having two or more hydroxyl groups in the molecule such as polyether, polyester, polyether ester, polythioether, polyacetal, polybutadiene, polysiloxane and the like can be used.
Examples of the polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, butanediol, propylene glycol, hexanediol, bisphenol A, bisphenol B, bisphenol S, hydrogenated bisphenol A, dibromobisphenol A, 1,4-cyclohexanedimethanol, dihydroxyethyl. Polyhydric alcohols such as ethyl terephthalate, hydroquinone dihydroxyethyl ether, trimethylolpropane, glycerin and pentaerythritol; alkylene derivatives of these polyhydric alcohols; polyhydric alcohols or alkylene derivatives and polyhydric carboxylic acids and polycarboxylic anhydrides Or an ester compound with a polycarboxylic acid ester; polycarbonate polyol, polytetramethylene glycol, polycap Lactone polyols, polybutadiene polyols, polythioether polyols, polyacetal polyols, fluorine polyol, silicon polyol, castor oil polyol, may be used an acrylic polyol.
[0023]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
100 parts by weight (mass) of methyl ethyl ketone (MEK) and 79 parts by weight of cyclohexane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane) are mixed and stirred at 50 ° C., 110 parts by weight of polyol (trade name “Uniol”, manufactured by Nippon Oil & Fats) and tri 2 parts by weight of ethanolamine was added to advance the polymerization reaction, thereby preparing a urethane resin. This urethane resin was added to 460 parts by weight of water and emulsified (dispersed) to prepare an aqueous urethane resin dispersion. Methyl ethyl ketone was evaporated from this water-based urethane resin dispersion under the conditions of a pressure of 8 kPa and a temperature of 42 ° C. to recover methyl ethyl ketone (solution) containing 32% by weight of water. The solid content was 33% by weight, and the average particle size of the urethane resin was 1 An aqueous urethane resin dispersion having a recovered reaction solvent of 2 μm was obtained.
Next, 25% by weight sulfuric acid was added to the recovered methyl ethyl ketone (solution) to adjust the pH to 5. The methyl ethyl ketone (solution) was subjected to simple distillation to distill off the methyl ethyl ketone, and water was taken out. The distilled methyl ethyl ketone (solution) contained 22% by weight of water. Further, most of the reaction initiator remained in water as the bottoms as a solid. In addition, other impurities remained in the bottom water. Next, the distilled methyl ethyl ketone (solution) is gasified by heating, and led to a gas separation membrane module (UBE organic solvent dehydration system using polyimide membrane, manufactured by Ube Industries), which separates and removes water and contains almost no water. Methyl ethyl ketone (water content 0.01% by weight) was regenerated.
A urethane resin dispersion with the reaction solvent recovered was re-prepared in the same manner as above except that the regenerated methyl ethyl ketone was used and the scale was reduced to half. The resulting dispersion was the same as that originally prepared.
[0024]
Comparative Example 1
Distillation was carried out in the same manner as in Example 1 except that 25% by weight sulfuric acid was not added to the recovered methyl ethyl ketone (solution), and it was led to a separation membrane module to separate and remove water to obtain methyl ethyl ketone.
Using the obtained methyl ethyl ketone, when the urethane resin dispersion was re-prepared with half the scale as in Example 1, the reaction was rapid and the same urethane resin dispersion could not be re-prepared.
As is clear from the results, it can be seen that many initiators remained in methyl ethyl ketone.
[0025]
Comparative Example 2
A gas separation membrane module was introduced in the same manner as in Example 1 except that simple distillation was not performed. A urethane resin or a neutralized product adhered to the gas separation membrane module, and water could not be sufficiently separated and removed.
[0026]
Comparative Example 3
Methyl ethyl ketone (solution) was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was not led to the gas separation membrane module.
Using the obtained methyl ethyl ketone, the urethane resin dispersion was re-prepared with half the scale as in Example 1. As a result, the side reaction was the main component, and the same urethane resin dispersion could not be re-prepared.
As is apparent from the results, it can be seen that much water remained in the methyl ethyl ketone.
[0027]
Comparative Example 4
Except that 25% by weight sulfuric acid was not added, it was led to a gas separation membrane module in the same manner as in Example 1, and water was separated and removed to obtain methyl ethyl ketone containing almost no water. Next, equimolar amount of malic acid (equimolar to the amount of sulfuric acid added in Example 1) was added. Next, as in Example 1, when the urethane resin dispersion was re-prepared with half the scale, the reaction was rapid and the same urethane resin dispersion could not be re-prepared.
As is clear from these results, it was confirmed that even when acid was added after separating and removing water, the neutralization reaction did not proceed sufficiently, and a large amount of reaction initiator remained in methyl ethyl ketone. .
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for regenerating a reaction solvent according to the present invention, the reaction solvent is recovered from the aqueous urethane resin dispersion and regenerated to a high purity containing almost no basic reaction initiator or water. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic flow diagram showing a method for regenerating a reaction solvent in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
A ... Recovery process, B ... Neutralization process, C ... Distillation process, D ... Membrane separation process

Claims (2)

反応溶剤中に塩基性反応開始剤を存在させることにより重合されたウレタン樹脂を水中に分散させてなる水系ウレタン樹脂分散体から、反応溶剤を回収して再生させる反応溶剤の再生方法であって、
前記分散体から反応溶剤を蒸発させて回収する回収工程と、
回収された反応溶剤に酸を添加することにより、回収された反応溶剤中に含まれる前記塩基性反応開始剤を中和して固定化させる中和工程と、
該中和工程を経た反応溶剤を蒸留して、反応溶剤を留出させ且つ反応溶剤中に含まれる水を缶出させる蒸留工程と、
留出した反応溶媒中に含まれる水をガス分離膜により分離除去する膜分離工程とを備えていることを特徴とする反応溶剤の再生方法。
A reaction solvent regeneration method for recovering and regenerating a reaction solvent from an aqueous urethane resin dispersion in which a urethane resin polymerized by the presence of a basic reaction initiator in the reaction solvent is dispersed in water,
A recovery step of evaporating and recovering the reaction solvent from the dispersion;
A neutralization step of neutralizing and fixing the basic reaction initiator contained in the recovered reaction solvent by adding an acid to the recovered reaction solvent;
A distillation step of distilling the reaction solvent that has undergone the neutralization step to distill the reaction solvent and to take out water contained in the reaction solvent;
And a membrane separation step of separating and removing water contained in the distilled reaction solvent by a gas separation membrane.
前記蒸留工程に於ける蒸留が単蒸留である請求項1記載の反応溶剤の再生方法。 Play how the reaction solvent according to claim 1 wherein in the distillation is a single distillation to the distillation step.
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