二(三氯甲基)碳酸酯合成1,5-萘二异氰酸酯工艺研究

有机异氰酸酯是一种重要的基本有机化工原料, 不但能用于合成聚氨酯弹性体方面, 而且可以用于合成一系列氨基甲酸类杀虫剂、除锈剂、固化剂以及杀菌剂等等。本文研究的1, 5-萘二异氰酸酯主要用于是用于制备聚氨酯的原料。目前工业上异氰酸酯生产主要以光气法为主, 但是光气有毒, 对环境有害, 本文将采用二 (三氯甲基) 碳酸酯代替气态光气对1, 5-萘二异氰酸酯的合成工艺进行了研究, 对工业化生产具有指导意义。

1 实验操作过程

首先取一1000 m L四口烧瓶, 称取30 g (0.19 mo L) 115A、2.4 g (8%) 活性炭溶于400 g氯苯中;升温至136℃回流分水1h, 分出约20 g氯苯-水混合液另处理, 釜内料液保温备用;另取一1000 m L四口烧瓶, 常温水浴, 称取75 g (0.25 mo L) 固体光气、溶解于200 g氯苯与100 g上批次一次母液中;溶解清澈透明后, 降温至室温25-30°C;开启尾气吸收, 迅速投入 (1) 115A-活性炭-氯苯混合溶液, 然后继续搅拌50-60 min;然后缓慢升温, 控制升温速度不超过0.5°C/min;升温至70°C约1 h, 70-90°C升温约1.5 h, 90-130°C升温约1.5 h, 然后再升温至130°C回流反应1h, 此过程冷凝器夹套采用冷冻盐水回流;反应完毕后, 通入微量氮气, 常压蒸出含光氯苯约400-500 g左右;蒸馏结束后, 趁热过滤, 滤渣烘干称重计量;滤液集中浓缩;将上述滤液浓缩至约150 g左右后, 停止浓缩, 然后自然冷却至室温后, 然后采用冰水冷却至0°C, 然后在0°C下继续搅拌30 min;过滤上述浓缩液, 滤渣于烘箱中75-85°C烘干2 h, 滤液集中回收返回至下批次作为溶剂使用。

2 实验结果与讨论

2.1物料配比的影响

借鉴以前的气光生产工艺, 本文选择氯苯作为溶, 以反应收率为指标, 考察了物料配比对反应的影响, 实验结果如下表1:

由上述结果可以看出, 当固体光气的投料量较少时, 产品收率较低, 原因是反应原料没有完全转化成目的产物, 又与生成的NDI反应生成脲, 形成大量的副产。当固定NDA的投料量时, 随着固光投料量的增加, 反应收率呈现递增趋势。

2.1.1活性炭的影响

(1) 活性炭的筛选

活性炭又称活性炭黑, 活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。本文以收率为指标, 考察了几种不同类型的活性炭对反应的影响,

在活性炭的筛选实验结果总结出, 型号为SAC-02B-02的活性炭效果最好, 因此本文也选择此型号的活性炭继续后面的研究。

(2) 活性炭投料量的考察

在确定了活性炭的型号之后, 又以收率为指标, 考察了活性炭投料量对反应的影响, 实验结果如下表2:

从实验结果看出, 当固定原料配比时, 随着活性炭投料量的增加, 反应收率也随之增加, 但是当活性炭的投料量为3g及3g以上时, 反应收率基本上趋于稳定。

3 结语

通过大量的实验确定了二异氰酸酯 (NDI) 合成的基本条件, 确定了反应的影响因素, 包括物料配比、活性炭等因素, 通过对各因素的考察, 得到的最优的工艺条件为:按NDA, BTC, 活性炭 (摩尔比1:1.33:1.32) 投料, 反应时间4小时, 反应收率达到94.75%。

摘要：本文主要研究了二 (三氯甲基) 碳酸酯代替气态光气合成1, 5-萘二异氰酸酯工艺, 考察了物料配比、催化剂对反应的影响, 并对合成工艺进行了优化。

关键词：二 (三氯甲基) ,碳酸酯,异氰酸酯,合成

参考文献

[1] 钟立.异氰酸酯的合成与应用[J].化工进展, 2000, 19 (4) :50-51.

[2] 刘玉海, 赵辉, 李国平等编著.异氰酸酯[M].北京:化学工业出版社, 2004:1-65.