[发明专利]三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及一种特种橡胶交联剂的制备方法，属于一种化工产品的制备方法，具体为三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺。

背景技术

三聚氰酸三烯丙酯（TAC）外观为无色透明液体或白色晶体，为三官能度反应的交联剂，能显著提高塑料制品的强度、刚性和耐热性能，可使制品在250℃左右长期使用。因此，它是制备高性能不饱和聚酯，丙烯酸系列树脂制品的新型交联剂。尤其适合于制备耐高温、高强的玻璃钢产品；也可用于橡胶、电缆行业，做高度饱和橡胶的硫化促进剂，提高硫化效果；也可用于做聚烯辐照交联的光敏剂，降低辐照量，用途十分广泛。

在这些用途中，需要使用高纯的TAC，其还具有变色度很低的特点，以APHA色度表示，变色度应尽可能不超过10。

目前，三聚氰酸三烯丙酯的生产方法国内外的报道主要有以下几种：

第一种方式是碳酸钠法，通过添加三聚氯氰至碳酸钠的丙烯醇悬浮液中而获得TAC的方法。在这种情形下，必须滤出形成的氯化钠。所获得的是乳白色至浑浊的反应产物，其纯度低于90%。

第二种是甲苯法，所述反应在甲苯存在下进行。虽然两种方法得到了产率和纯度可以接受，但该方法的操作复杂，甲苯的污染特别严重，回收能耗特别大，使得该方法成本较高，并且产品中无法完全去除残留的甲苯，TMAIC的应用受到了限制。

第三种是氢氧化钠法，除丙烯醇反应物外不存在其他有机溶剂的条件下，使三聚氯氰与丙烯醇和氢氧化钠溶液反应的方法。该方法可以得到纯度为99%APHA数约为10的TAC，但氢氧化钠使TAC易分解，相分离耗时，且形成的大量乳状洗水，处理困难，回收过量的烯丙醇，在含水反应相和洗涤相的蒸馏中，丙烯醇不易除尽，易被污染变色，因而造成重复使用APHA色数的增大和TAC质量的相应降低。

发明内容

本发明针对为了解决现行三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺复杂，能耗大，产品使用中有交联返原现象，产品成本很高，生产过程对环境污染大等缺点，提供一种易于实施，技术水平要求较低，无相分离问题和水洗步骤的三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺。

本发明的技术方案为： 

三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺，包括以下步骤：

①无溶剂低温成盐工艺  通过移液泵向反应釜中加入略微过量的氯丙烯，

然后开启反应釜夹套中的冷冻液，将釜内液体冷却至0℃后，经振动加料器缓慢加入氰尿酸三钠，迅速溶解反应放出热量，控制温度低于10℃，氯丙烯和氰尿酸三钠生成三聚氰酸三烯丙酯和氯化钠；

②、启动装有盐水的冷却回路，并将氯丙烯冷却至0℃，然后加入总共氰尿

酸三钠，经振动加料器缓慢加入，迅速溶解反应放出热量，控制温度在5～10℃，生成三聚氰酸三烯丙酯和氯化钠，总加入时间约为60分钟；

③、低温真空蒸馏工艺   关闭装有盐水的冷却回路，反应釜夹套中通入

40～45℃热水，使反应液体升温到35～40℃，继续搅拌20分钟，用100ppm的对苯二酚单甲醚稳定三聚氰酸三烯丙酯后，开启水喷射真空，在35～40℃温度，蒸馏回收未反应的氯丙烯循环使用；

④、蒸馏完全后，将釜内剩下三聚氰酸三烯丙酯和氯化钠混合物，连续放入四氟膜式离心机，三聚氰酸三烯丙酯通过0.1—0.5微米的四氟过滤膜变得澄清透明，分离得到三聚氰酸三烯丙酯。

三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺，通过在不存在除氯丙烯之外的有机溶剂的条件下，使氰尿酸三钠和氯丙烯反应，通过低温真空蒸馏除去氯丙烯，用微膜过滤分离除去形成的盐，每摩尔氰尿酸三钠使用3.9到6.0mol的氯丙烯，反应在-5℃至+50℃的温度范围内在一个或多个阶段中进行该反应。

优选反应在两个阶段中进行，在第一阶段保持0至+20℃，转化率达到90到95%，在第二阶段保持30到40℃的温度，转化率达到100%。

三聚氰酸三烯丙酯的生产工艺中使用氯丙烯的含量为99至100重量%的纯品氯丙烯。全部反应时间限制在不超过3小时，所述全部反应时间为向氯丙烯中加入反应物的时间和后续反应的时间。

根据本发明，每摩尔的氰尿酸三钠使用3.9到6.0mol的氯丙烯。然而，每摩尔的氰尿酸三钠优选使用4.9到5.2 mol的氯丙烯。

该反应所选择的温度范围在-5℃和+50℃之间，优选在0和40℃之间。优选两个阶段的方法：这里，第一阶段的反应在低温优选为+5到+10℃下进行，转化率为90到95%；在第二阶段中，反应优选在+30到+40℃下继续进行至转化率基本达到100%。