[发明专利]三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料固化剂的制备方法，具体是三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的制备方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯(JP490494722A，JP2003301143A)，简称TMGIC，其为TGIC的替代产品。三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯具有结构稳定的三嗪环结构。具有3个环氧基的TMGIC具有较高的活性和高密度的交链硬度，和一般环氧固化剂发生固化反应时，其固化反应速度较快，而且与以往的环氧树脂相比，其环氧值更高，具有更好的耐热性，耐候性，耐结性；并且还有优异的高温电性能特点，其用途十分广泛。具体来说，TMGIC主要用于制耐候性粉末涂料，制造模制材料，制备粘结剂，自熄性聚合物的添加剂，以及摄影胶片处理剂等。

由于目前常用的缩水甘油基类固化剂三缩水甘油基异氰尿酸酯(TGIC)虽然具有良好的性能，但是合成的反应原料环氧氯丙烷(ECH)属于致癌的危险品，从而限制了其用途，而β-甲基环氧氯丙烷(MECH)则不存在环氧氯丙烷的致癌性质，由其制备的三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯(TMGIC)作为TGIC的替代产品，其机械性能与电性能更加优良，而且具有优良的耐紫外线及耐候性，使得其使用寿命比环氧氯丙烷树脂长5～6倍。目前，国内外对合成三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的方法和改善结晶效率等方面研究较少，其生产工艺大多与TGIC相似。如中国专利(CN101585832A)描述了三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯合成，收率58.4％，报道得到的产品为液体。为了提高产品的收率和纯度，以及降低生产成本，本发明专利拟对TMGIC合成工艺进行优化。

本发明的目的是：改进用4A型分子筛作为脱水剂，降低了能耗，减少了溶剂损失，实现了脱水剂和溶剂的循环利用，在后处理中省去了磷酸二氢钠中和剂使用，得到的为弱酸性混合物，简化了后处理操作程序，提高了产率，目标产品颜色为白色，纯度高，品质佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯(I)的制备方法：

本发明的目的还提供所述三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的制备方法：一种三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的生产方法，包括以下步骤：

1)β-甲基环氧氯丙烷或回收的β-甲基环氧氯丙烷和氰尿酸按一定投料配比在催化剂作用下反应4～6h；2)加入4A型分子筛，滴加碱，于27～48℃继续反应0.8～1.2小时，反应液经后处理得三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯，收率＞85.0％；母液经后处理回收循环使用。

本发明的目的还提供催化剂其特征在于反应的催化剂选自N，N-二甲基-4-氨基吡啶、四丁基溴化胺、四甲基溴化胺、四乙基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺、苄基三乙基溴化胺、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基苯胺中的一种；其用量为β-甲基环氧氯丙烷质量的0.1～1.0％。

本发明的目的还提供用量为β-甲基环氧氯丙烷质量的50～60％4A型分子筛，可重复使用。

本发明的目的还提供反应的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钾或碳酸钠中的一种；用量为β-甲基环氧氯丙烷质量的1.0～10.0％。

本发明的目的还提供一定投料配比是β-甲基环氧氯丙烷和氰尿酸的摩尔比为13～23∶1。

本发明的目的还提供第一步反应时间为4～6h。

本发明制备方法按如下化学反应式进行：

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明采用4A型分子筛作为脱水剂，降低了原料损耗和能耗，工艺绿色环保；

2)本发明制备方法：母液经简单处理可循环使用，降低了成本和废液排放，工艺具有环保和经济的优点；

3)本发明制备的三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯纯度高，颜色浅，质量好，收率大于85.0％，远高于文献值58.4％。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1三(β-甲基环氧丙基)异氰尿酸酯的制备